EA047146B1 - GENE CONFERING RESISTANCE TO PATHOGENIC FUNGUS - Google Patents
GENE CONFERING RESISTANCE TO PATHOGENIC FUNGUS Download PDFInfo
- Publication number
- EA047146B1 EA047146B1 EA202090540 EA047146B1 EA 047146 B1 EA047146 B1 EA 047146B1 EA 202090540 EA202090540 EA 202090540 EA 047146 B1 EA047146 B1 EA 047146B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- seq
- plant
- nucleotide sequence
- present
- nucleic acid
- Prior art date
Links
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims description 83
- 244000053095 fungal pathogen Species 0.000 title claims description 57
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 273
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 226
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 226
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims description 168
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 168
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims description 168
- 241000332749 Setosphaeria turcica Species 0.000 claims description 125
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 claims description 93
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 88
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 87
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims description 77
- 201000010099 disease Diseases 0.000 claims description 65
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims description 65
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 63
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 58
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims description 58
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims description 58
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 58
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 48
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 claims description 47
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 claims description 46
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 37
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 34
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 30
- 235000007244 Zea mays Nutrition 0.000 claims description 27
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 claims description 25
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 20
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 20
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 18
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 claims description 16
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 claims description 16
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 14
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 14
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 claims description 14
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 claims description 14
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims description 14
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims description 13
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 claims description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 12
- 101150002237 RLK1 gene Proteins 0.000 claims description 11
- 241000894007 species Species 0.000 claims description 11
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 11
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 claims description 10
- 244000052769 pathogen Species 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 238000010362 genome editing Methods 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 108091033409 CRISPR Proteins 0.000 claims description 7
- 108091035707 Consensus sequence Proteins 0.000 claims description 7
- 102000054766 genetic haplotypes Human genes 0.000 claims description 7
- 238000010354 CRISPR gene editing Methods 0.000 claims description 6
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 claims description 5
- 241000116011 Stenocarpella macrospora Species 0.000 claims description 5
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 5
- 101150084750 1 gene Proteins 0.000 claims description 4
- 241000228438 Bipolaris maydis Species 0.000 claims description 4
- 241001123567 Puccinia sorghi Species 0.000 claims description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 4
- 241000589155 Agrobacterium tumefaciens Species 0.000 claims description 3
- 241000743776 Brachypodium distachyon Species 0.000 claims description 3
- 108700024394 Exon Proteins 0.000 claims description 3
- ZBMRKNMTMPPMMK-UHFFFAOYSA-N 2-amino-4-[hydroxy(methyl)phosphoryl]butanoic acid;azane Chemical compound [NH4+].CP(O)(=O)CCC(N)C([O-])=O ZBMRKNMTMPPMMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 102000007469 Actins Human genes 0.000 claims description 2
- 108010085238 Actins Proteins 0.000 claims description 2
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 claims description 2
- 239000005562 Glyphosate Substances 0.000 claims description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 2
- 238000010459 TALEN Methods 0.000 claims description 2
- 108010043645 Transcription Activator-Like Effector Nucleases Proteins 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 claims description 2
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N glyphosate Chemical compound OC(=O)CNCP(O)(O)=O XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940097068 glyphosate Drugs 0.000 claims description 2
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 claims description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 101150073897 plk1 gene Proteins 0.000 claims description 2
- 101100085603 Drosophila melanogaster nclb gene Proteins 0.000 claims 4
- 108700007698 Genetic Terminator Regions Proteins 0.000 claims 3
- 108700039691 Genetic Promoter Regions Proteins 0.000 claims 1
- 125000000151 cysteine group Chemical group N[C@@H](CS)C(=O)* 0.000 claims 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 claims 1
- 244000000003 plant pathogen Species 0.000 claims 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 58
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 43
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 31
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 22
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 21
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 21
- 101100005919 Arabidopsis thaliana CERK1 gene Proteins 0.000 description 20
- 101100037316 Arabidopsis thaliana RLK1 gene Proteins 0.000 description 20
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 19
- 101000880898 Dictyostelium discoideum Probable serine/threonine-protein kinase drkA Proteins 0.000 description 15
- 239000003147 molecular marker Substances 0.000 description 14
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 13
- 230000002759 chromosomal effect Effects 0.000 description 12
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 12
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 12
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 11
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 10
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 10
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 10
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 10
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 10
- 241001465178 Bipolaris Species 0.000 description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 9
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 9
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 8
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 8
- 102000054765 polymorphisms of proteins Human genes 0.000 description 8
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 7
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 7
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 6
- 101150039505 HT1 gene Proteins 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 5
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 5
- 241000371644 Curvularia ravenelii Species 0.000 description 4
- PLUBXMRUUVWRLT-UHFFFAOYSA-N Ethyl methanesulfonate Chemical compound CCOS(C)(=O)=O PLUBXMRUUVWRLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 4
- 101150057059 HTN1 gene Proteins 0.000 description 4
- 101001082500 Homo sapiens Histatin-1 Proteins 0.000 description 4
- 101710163270 Nuclease Proteins 0.000 description 4
- 108700019146 Transgenes Proteins 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000002864 sequence alignment Methods 0.000 description 4
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 4
- 241000935926 Diplodia Species 0.000 description 3
- 241001057636 Dracaena deremensis Species 0.000 description 3
- 108091060211 Expressed sequence tag Proteins 0.000 description 3
- 102100030483 Histatin-1 Human genes 0.000 description 3
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 3
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 3
- 108091092878 Microsatellite Proteins 0.000 description 3
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 description 3
- 244000082988 Secale cereale Species 0.000 description 3
- 241001535067 Setosphaeria Species 0.000 description 3
- 240000006394 Sorghum bicolor Species 0.000 description 3
- 235000007230 Sorghum bicolor Nutrition 0.000 description 3
- AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N Threonine Natural products CC(O)C(N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004473 Threonine Substances 0.000 description 3
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 3
- 230000009418 agronomic effect Effects 0.000 description 3
- 210000004436 artificial bacterial chromosome Anatomy 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 3
- 238000002744 homologous recombination Methods 0.000 description 3
- 230000006801 homologous recombination Effects 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N isoleucine Natural products CCC(C)C(N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229960000310 isoleucine Drugs 0.000 description 3
- 125000000741 isoleucyl group Chemical group [H]N([H])C(C(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])[H])C(=O)O* 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 210000001938 protoplast Anatomy 0.000 description 3
- 238000007894 restriction fragment length polymorphism technique Methods 0.000 description 3
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000001018 virulence Effects 0.000 description 3
- 241001522110 Aegilops tauschii Species 0.000 description 2
- 241001161772 Bipolaris rostrata Species 0.000 description 2
- 241000701489 Cauliflower mosaic virus Species 0.000 description 2
- 108091062157 Cis-regulatory element Proteins 0.000 description 2
- 108700003861 Dominant Genes Proteins 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000209219 Hordeum Species 0.000 description 2
- 241000209229 Hordeum marinum Species 0.000 description 2
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- 208000031888 Mycoses Diseases 0.000 description 2
- 241000511006 Oryza alta Species 0.000 description 2
- 241000209103 Oryza australiensis Species 0.000 description 2
- 240000000125 Oryza minuta Species 0.000 description 2
- 244000062780 Petroselinum sativum Species 0.000 description 2
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000221300 Puccinia Species 0.000 description 2
- 240000005498 Setaria italica Species 0.000 description 2
- 235000007226 Setaria italica Nutrition 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019714 Triticale Nutrition 0.000 description 2
- 235000007264 Triticum durum Nutrition 0.000 description 2
- 241000209143 Triticum turgidum subsp. durum Species 0.000 description 2
- 108010017070 Zinc Finger Nucleases Proteins 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 210000002230 centromere Anatomy 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 230000005782 double-strand break Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 108010058731 nopaline synthase Proteins 0.000 description 2
- 235000011197 perejil Nutrition 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008659 phytopathology Effects 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 2
- 230000028070 sporulation Effects 0.000 description 2
- 235000001508 sulfur Nutrition 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 2
- 238000012225 targeting induced local lesions in genomes Methods 0.000 description 2
- 125000000341 threoninyl group Chemical group [H]OC([H])(C([H])([H])[H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 description 2
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 2
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 2
- 238000001890 transfection Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000017260 vegetative to reproductive phase transition of meristem Effects 0.000 description 2
- 241000228158 x Triticosecale Species 0.000 description 2
- 102000040650 (ribonucleotides)n+m Human genes 0.000 description 1
- MWBWWFOAEOYUST-UHFFFAOYSA-N 2-aminopurine Chemical compound NC1=NC=C2N=CNC2=N1 MWBWWFOAEOYUST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WTLKTXIHIHFSGU-UHFFFAOYSA-N 2-nitrosoguanidine Chemical compound NC(N)=NN=O WTLKTXIHIHFSGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQLQRFGHAALLLE-UHFFFAOYSA-N 5-bromouracil Chemical compound BrC1=CNC(=O)NC1=O LQLQRFGHAALLLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589156 Agrobacterium rhizogenes Species 0.000 description 1
- 241000234282 Allium Species 0.000 description 1
- 235000008553 Allium fistulosum Nutrition 0.000 description 1
- 244000257727 Allium fistulosum Species 0.000 description 1
- 240000002234 Allium sativum Species 0.000 description 1
- 235000005338 Allium tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 244000003377 Allium tuberosum Species 0.000 description 1
- 108091093088 Amplicon Proteins 0.000 description 1
- 108020005544 Antisense RNA Proteins 0.000 description 1
- 241001520750 Arabidopsis arenosa Species 0.000 description 1
- 241000610258 Arabidopsis lyrata Species 0.000 description 1
- 241000219195 Arabidopsis thaliana Species 0.000 description 1
- 241000490494 Arabis Species 0.000 description 1
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 description 1
- 241000235349 Ascomycota Species 0.000 description 1
- 241000213948 Astragalus sinicus Species 0.000 description 1
- 241000221198 Basidiomycota Species 0.000 description 1
- 235000021533 Beta vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 1
- 241000151557 Bipolaris cactivora Species 0.000 description 1
- 241001186610 Bipolaris clavata Species 0.000 description 1
- 241001186611 Bipolaris crotonis Species 0.000 description 1
- 241001262175 Bipolaris heveae Species 0.000 description 1
- 244000309599 Bipolaris incurvata Species 0.000 description 1
- 241000899316 Bipolaris iridis Species 0.000 description 1
- 241001278924 Bipolaris leersiae Species 0.000 description 1
- 241000218756 Bipolaris multiformis Species 0.000 description 1
- 241001262171 Bipolaris panici-miliacei Species 0.000 description 1
- 241000231619 Bipolaris sacchari Species 0.000 description 1
- 241000371633 Bipolaris sorghicola Species 0.000 description 1
- 241001278921 Bipolaris urochloae Species 0.000 description 1
- 241000305111 Bipolaris zeae Species 0.000 description 1
- 241000190148 Botryosphaeriaceae Species 0.000 description 1
- 241000219198 Brassica Species 0.000 description 1
- 235000011331 Brassica Nutrition 0.000 description 1
- 235000011303 Brassica alboglabra Nutrition 0.000 description 1
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 235000011293 Brassica napus Nutrition 0.000 description 1
- 235000011291 Brassica nigra Nutrition 0.000 description 1
- 244000180419 Brassica nigra Species 0.000 description 1
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 description 1
- 235000011302 Brassica oleracea Nutrition 0.000 description 1
- 240000008100 Brassica rapa Species 0.000 description 1
- 235000011292 Brassica rapa Nutrition 0.000 description 1
- 238000010453 CRISPR/Cas method Methods 0.000 description 1
- 238000010443 CRISPR/Cpf1 gene editing Methods 0.000 description 1
- 241000446614 Cajanus cajanifolius Species 0.000 description 1
- 241000637848 Cajanus scarabaeoides Species 0.000 description 1
- 235000011305 Capsella bursa pastoris Nutrition 0.000 description 1
- 240000008867 Capsella bursa-pastoris Species 0.000 description 1
- 235000008477 Cardamine flexuosa Nutrition 0.000 description 1
- 244000079471 Cardamine flexuosa Species 0.000 description 1
- 108091060290 Chromatid Proteins 0.000 description 1
- 235000010523 Cicer arietinum Nutrition 0.000 description 1
- 244000045195 Cicer arietinum Species 0.000 description 1
- 235000014546 Cicer bijugum Nutrition 0.000 description 1
- 241000296403 Cicer bijugum Species 0.000 description 1
- 235000011692 Cicer judaicum Nutrition 0.000 description 1
- 241000319340 Cicer judaicum Species 0.000 description 1
- 235000014515 Cicer reticulatum Nutrition 0.000 description 1
- 241000296404 Cicer reticulatum Species 0.000 description 1
- 235000011690 Cicer yamashitae Nutrition 0.000 description 1
- 241000319339 Cicer yamashitae Species 0.000 description 1
- 240000002319 Citrus sinensis Species 0.000 description 1
- 235000005976 Citrus sinensis Nutrition 0.000 description 1
- 244000016593 Coffea robusta Species 0.000 description 1
- 235000002187 Coffea robusta Nutrition 0.000 description 1
- 241000607074 Crucihimalaya himalaica Species 0.000 description 1
- 241001310865 Crucihimalaya wallichii Species 0.000 description 1
- 241000238424 Crustacea Species 0.000 description 1
- 235000009849 Cucumis sativus Nutrition 0.000 description 1
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 1
- 241001424268 Curvularia australis Species 0.000 description 1
- 241000305129 Curvularia coicis Species 0.000 description 1
- 241000558458 Curvularia miyakei Species 0.000 description 1
- 241000305112 Curvularia neoindica Species 0.000 description 1
- 241001236089 Curvularia nicotiae Species 0.000 description 1
- 241000072229 Curvularia ovariicola Species 0.000 description 1
- 241001236087 Curvularia portulacae Species 0.000 description 1
- 241000218746 Curvularia subpapendorfii Species 0.000 description 1
- 241001236083 Curvularia tropicalis Species 0.000 description 1
- 230000004544 DNA amplification Effects 0.000 description 1
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 1
- 108700020911 DNA-Binding Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000052510 DNA-Binding Proteins Human genes 0.000 description 1
- 244000000626 Daucus carota Species 0.000 description 1
- 235000002767 Daucus carota Nutrition 0.000 description 1
- 241001050326 Daucus glochidiatus Species 0.000 description 1
- 241001337281 Daucus muricatus Species 0.000 description 1
- 235000002196 Daucus pusillus Nutrition 0.000 description 1
- 240000007190 Daucus pusillus Species 0.000 description 1
- 241001307140 Diplodia seriata Species 0.000 description 1
- 241000218741 Drechslera brizae Species 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010042407 Endonucleases Proteins 0.000 description 1
- 102000004533 Endonucleases Human genes 0.000 description 1
- 244000024675 Eruca sativa Species 0.000 description 1
- 235000014755 Eruca sativa Nutrition 0.000 description 1
- 241001233195 Eucalyptus grandis Species 0.000 description 1
- 108010058643 Fungal Proteins Proteins 0.000 description 1
- 206010017533 Fungal infection Diseases 0.000 description 1
- 108700028146 Genetic Enhancer Elements Proteins 0.000 description 1
- 206010071602 Genetic polymorphism Diseases 0.000 description 1
- 241001441858 Genlisea aurea Species 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 1
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 1
- 235000003230 Helianthus tuberosus Nutrition 0.000 description 1
- 240000008892 Helianthus tuberosus Species 0.000 description 1
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010020649 Hyperkeratosis Diseases 0.000 description 1
- 241001048891 Jatropha curcas Species 0.000 description 1
- 238000012218 Kunkel's method Methods 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 244000182213 Lepidium virginicum Species 0.000 description 1
- 235000003611 Lepidium virginicum Nutrition 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000002262 Lycopersicon Nutrition 0.000 description 1
- 241000227653 Lycopersicon Species 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000584607 Macrospora Species 0.000 description 1
- 244000081841 Malus domestica Species 0.000 description 1
- 235000011430 Malus pumila Nutrition 0.000 description 1
- 241000219828 Medicago truncatula Species 0.000 description 1
- 241001390651 Micropus Species 0.000 description 1
- 241000409625 Morus notabilis Species 0.000 description 1
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 241000207746 Nicotiana benthamiana Species 0.000 description 1
- 241000208136 Nicotiana sylvestris Species 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 1
- 241000208138 Nicotiana tomentosiformis Species 0.000 description 1
- 108020005187 Oligonucleotide Probes Proteins 0.000 description 1
- 108700026244 Open Reading Frames Proteins 0.000 description 1
- 238000010222 PCR analysis Methods 0.000 description 1
- 101150054548 PR1 gene Proteins 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 108091000080 Phosphotransferase Proteins 0.000 description 1
- 108020005120 Plant DNA Proteins 0.000 description 1
- 108700001094 Plant Genes Proteins 0.000 description 1
- 241001136502 Pleosporaceae Species 0.000 description 1
- 241000218976 Populus trichocarpa Species 0.000 description 1
- 241000540505 Puccinia dispersa f. sp. tritici Species 0.000 description 1
- 241000221301 Puccinia graminis Species 0.000 description 1
- 241000312975 Puccinia horiana Species 0.000 description 1
- 241001304528 Puccinia mariae-wilsoniae Species 0.000 description 1
- 241000221299 Puccinia poarum Species 0.000 description 1
- 241001053332 Puccinia psidii Species 0.000 description 1
- 241000601148 Puccinia sessilis Species 0.000 description 1
- 241001123583 Puccinia striiformis Species 0.000 description 1
- 241000221575 Pucciniaceae Species 0.000 description 1
- 235000019057 Raphanus caudatus Nutrition 0.000 description 1
- 244000088415 Raphanus sativus Species 0.000 description 1
- 235000011380 Raphanus sativus Nutrition 0.000 description 1
- 108091027981 Response element Proteins 0.000 description 1
- CGNLCCVKSWNSDG-UHFFFAOYSA-N SYBR Green I Chemical compound CN(C)CCCN(CCC)C1=CC(C=C2N(C3=CC=CC=C3S2)C)=C2C=CC=CC2=[N+]1C1=CC=CC=C1 CGNLCCVKSWNSDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100457453 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) MNL1 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000209051 Saccharum Species 0.000 description 1
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 1
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100031463 Serine/threonine-protein kinase PLK1 Human genes 0.000 description 1
- 241000757444 Setosphaeria holmii Species 0.000 description 1
- 241000371674 Setosphaeria minor Species 0.000 description 1
- 241000371679 Setosphaeria monoceras Species 0.000 description 1
- 241000266353 Setosphaeria pedicellata Species 0.000 description 1
- 241000692760 Stenocarpella Species 0.000 description 1
- 241000692746 Stenocarpella maydis Species 0.000 description 1
- 244000201702 Torenia fournieri Species 0.000 description 1
- 108091023040 Transcription factor Proteins 0.000 description 1
- 102000040945 Transcription factor Human genes 0.000 description 1
- 241001593750 Turcica Species 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014787 Vitis vinifera Nutrition 0.000 description 1
- 240000006365 Vitis vinifera Species 0.000 description 1
- 241000209149 Zea Species 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 208000005652 acute fatty liver of pregnancy Diseases 0.000 description 1
- 238000000246 agarose gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 1
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000637 arginyl group Chemical group N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)* 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N aspartic acid group Chemical group N[C@@H](CC(=O)O)C(=O)O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 230000000680 avirulence Effects 0.000 description 1
- 239000013602 bacteriophage vector Substances 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 1
- 238000007622 bioinformatic analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000002962 chemical mutagen Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 239000013599 cloning vector Substances 0.000 description 1
- 239000003184 complementary RNA Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 239000013601 cosmid vector Substances 0.000 description 1
- 235000011655 cotton Nutrition 0.000 description 1
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 1
- 238000004520 electroporation Methods 0.000 description 1
- 239000005712 elicitor Substances 0.000 description 1
- 230000000408 embryogenic effect Effects 0.000 description 1
- 210000002257 embryonic structure Anatomy 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N ethidium bromide Chemical compound [Br-].C12=CC(N)=CC=C2C2=CC=C(N)C=C2[N+](CC)=C1C1=CC=CC=C1 ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960005542 ethidium bromide Drugs 0.000 description 1
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000010195 expression analysis Methods 0.000 description 1
- 210000001723 extracellular space Anatomy 0.000 description 1
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 1
- 244000000004 fungal plant pathogen Species 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 108020001507 fusion proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000037865 fusion proteins Human genes 0.000 description 1
- 235000004611 garlic Nutrition 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 238000012239 gene modification Methods 0.000 description 1
- 238000012252 genetic analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 230000005017 genetic modification Effects 0.000 description 1
- 235000013617 genetically modified food Nutrition 0.000 description 1
- 235000002532 grape seed extract Nutrition 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 125000001909 leucine group Chemical group [H]N(*)C(C(*)=O)C([H])([H])C(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000000442 meristematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000520 microinjection Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007479 molecular analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000002887 multiple sequence alignment Methods 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 208000013435 necrotic lesion Diseases 0.000 description 1
- 230000006780 non-homologous end joining Effects 0.000 description 1
- 239000002751 oligonucleotide probe Substances 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000020233 phosphotransferase Human genes 0.000 description 1
- 238000003976 plant breeding Methods 0.000 description 1
- 239000013600 plasmid vector Substances 0.000 description 1
- 108010056274 polo-like kinase 1 Proteins 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 210000001236 prokaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002708 random mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001850 reproductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 125000003607 serino group Chemical group [H]N([H])[C@]([H])(C(=O)[*])C(O[H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 239000004460 silage Substances 0.000 description 1
- 238000002741 site-directed mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 239000012128 staining reagent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000005026 transcription initiation Effects 0.000 description 1
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 description 1
- 238000010361 transduction Methods 0.000 description 1
- 230000026683 transduction Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001493 tyrosinyl group Chemical group [H]OC1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])C([H])(N([H])[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 241001515965 unidentified phage Species 0.000 description 1
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 1
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к молекуле нуклеиновой кислоты, кодирующей полипептид, придающий растению устойчивость к патогенному грибу, такому как, Helminthosporium turcicum. Настоящее изобретение также относится к растению (или его части), содержащему молекулу нуклеиновой кислоты, и к способам, включающим молекулу нуклеиновой кислоты.The present invention relates to a nucleic acid molecule encoding a polypeptide that confers resistance to a plant pathogenic fungus such as Helminthosporium turcicum. The present invention also relates to a plant (or part thereof) containing a nucleic acid molecule, and to methods including the nucleic acid molecule.
Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for creating the invention
У кукурузы (Zea mays L.) имеется много патогенных грибов, которые вызывают заболевания листьев. Гриб, который может причинить гораздо больше вреда в тропических, а также в умеренных климатических условиях, таких как, условия, имеющиеся на большей части Европы и Северной Америки, а также в Африке и Индии, известен под названием Helminthosporium turcicum или как синоним Exserohilum turcicum (телеоморф: Setosphaeria turcica). H. turcicum является причиной заболевания пятнистостью листьев, известной под названием Северный гельминтоспориоз листьев кукурузы (NCLB), который может возникать в эпидемических масштабах в период влажных лет, поражая уязвимые сорта кукурузы и причиняя большой ущерб, что приводит к значительным потерям урожая, которые могут составлять 30%, и он может поражать даже более обширные районы. По этой причине, с 1970-х годов люди пытались найти естественную устойчивость в генетическом материале. В настоящее время, известна, пусть и не полная, количественная и качественная устойчивость. В то время как олигогенетически или полигеннетически передаваемая по наследству количественная устойчивость является неполной и неспецифической в отношении расы в фенотипе и подвергается воздействию дополнительных и частично доминантных генов, качественная устойчивость, в свою очередь, является, как правило, расово-специфической и может передаваться по наследству посредством отдельных, в основном доминантных генов в таких локусах, как НТ1, НТ2, НТ3, Html или HTN1 (Липпс и др., 1997, Взаимодействие Ht и частичной устойчивости к Exserohilum turcicum у кукурузы. Plant Disease 81: 277-282; Вельц и Гейгер, 2000, Гены устойчивости к Северному гельминтоспориозу листьев кукурузы в различных популяциях кукурузы. Plant Breeding 119: 1-14). Возвратные скрещивания во многих часто используемых линиях инбредной кукурузы, таких как, W22, А619, В37 или В73, успешно привели кинтрогрессии локусов НТ, где они демонстрируют частичное доминирование и экспрессию в качестве функции соответствующего генетического фона (Вельц, 1998, Генетика и эпидемиология патосистемы Zea mays / Setosphaeria turcica Habilitationsschrift, Institut fur Pflanzenzuchtung, Saatgutforschung und Population-genetik, Universitat Hohenheim).Corn (Zea mays L.) has many pathogenic fungi that cause leaf diseases. A fungus that can cause much more harm in tropical as well as temperate climates such as those found in much of Europe and North America, as well as Africa and India, is known as Helminthosporium turcicum or synonymously Exserohilum turcicum ( teleomorph: Setosphaeria turcica). H. turcicum is the cause of the leaf spot disease known as Northern Corn Leaf Blight (NCLB), which can occur at epidemic rates during wet years, attacking vulnerable corn varieties and causing extensive damage, resulting in significant yield losses that can amount to 30%, and it can affect even wider areas. For this reason, people have been trying to find natural resistance in genetic material since the 1970s. Currently, quantitative and qualitative stability is known, albeit not completely. While oligogenetically or polygenetically inherited quantitative resistance is incomplete and non-race-specific in phenotype and is affected by additional and partially dominant genes, qualitative resistance, in turn, is usually race-specific and can be inherited. through individual, mostly dominant genes at loci such as HT1, HT2, HT3, Html or HTN1 (Lipps et al., 1997, Interaction of Ht and partial resistance to Exserohilum turcicum in maize. Plant Disease 81: 277-282; Welz and Geiger, 2000, Resistance genes to northern corn leaf blight in different maize populations Plant Breeding 119: 1-14). Backcrosses into many commonly used maize inbred lines, such as W22, A619, B37 or B73, have successfully introgressed HT loci where they show partial dominance and expression as a function of the appropriate genetic background (Welz, 1998, Genetics and Epidemiology of the Zea Pathosystem mays / Setosphaeria turcica Habilitationsschrift, Institut fur Pflanzenzuchtung, Saatgutforschung und Population-genetik, Universitat Hohenheim).
Несмотря на такую сложную генетическую архитектуру устойчивости к NCLB у кукурузы, до настоящего времени, главным образом, использование гена НТ1, расположенного на длинном плече хромосомы 2, вместе с частичной количественной устойчивостью было достаточно для борьбы с гельминтоспориозом у кукурузы (Вельц, 1998). Основанием для этого является то, что во всем мире расы 0 и 1 Н. turcicum являются наиболее распространенными (приблизительно 55%) (Липпс и др., 1997), в то время как другие расы, такие как, 2N и 23N, являются редкими даже в географически ограниченных районах (Вельц, 1998). Эта раса 0 является авирулентной по отношению к растению кукуруза с геном НТ1 (см. также табл. 1), таким образом, будучи наделенной подходящей количественной устойчивостью, она демонстрирует достаточную общую устойчивость к NCLB. Однако во многих исследованиях сообщалось о растущей диссеминации менее распространенных рас (Джордан и др., 1983, Возникновение расы 2 Exserohilum turcicum у кукурузы в центральной и восточной части Соединенных Штатов. Plant Disease 67: 1163-1165; Вельц, 1998). Причины этого кроются в популяционной динамике патогена, которая обеспечивает изменения вирулентности патогенов за счет новых мутаций в генах авирулентности и новых комбинаций доступных генов вирулентности. Это может привести к возникновению новых, иногда более агрессивных патогенных рас. В Бразилии, например, популяция Н. turcicum уже, по-видимому, значительно более разнообразна в отношении расового состава, чем, например, в Северной Америке. Уже в 1990-х годах сообщалось, что расы Н. turcicum преодолели устойчивость, придаваемую геном НТ1. Кроме того, существует нестабильность генов устойчивости к определенным факторам окружающей среды, таким как, температура и интенсивность освещенности в некоторых климатических зонах (Тхакур и др., 1989, Влияние температуры и освещенности на вирулентность Exserohilum turcicum у кукурузы. Phytopathology 1989, 79: 631-635). Как следствие, возрастает значение использования новых генов устойчивости НТ для производства коммерческих растений кукурузы с нацеливанием на более полную и более длительную устойчивость к Н. turcicum у кукурузы.Despite this complex genetic architecture of NCLB resistance in maize, until now, mainly the use of the HT1 gene located on the long arm of chromosome 2, together with partial quantitative resistance, has been sufficient to control helminthosporiosis in maize (Welz, 1998). The reason for this is that worldwide, races 0 and 1 of H. turcicum are the most common (approximately 55%) (Lipps et al., 1997), while other races, such as 2N and 23N, are rare even in geographically limited areas (Welz, 1998). This race 0 is avirulent to HT1 maize (see also Table 1) and thus, while endowed with suitable quantitative resistance, exhibits sufficient overall resistance to NCLB. However, many studies have reported increasing dissemination of less common races (Jordan et al., 1983, Occurrence of Exserohilum turcicum race 2 in corn in the central and eastern United States. Plant Disease 67: 1163-1165; Welz, 1998). The reasons for this lie in the population dynamics of the pathogen, which provide changes in the virulence of pathogens due to new mutations in avirulence genes and new combinations of available virulence genes. This can lead to the emergence of new, sometimes more aggressive pathogenic races. In Brazil, for example, the population of H. turcicum already appears to be significantly more diverse in terms of racial composition than, for example, in North America. Already in the 1990s, races of H. turcicum were reported to have overcome the resistance conferred by the HT1 gene. In addition, there is instability of genes for resistance to certain environmental factors, such as temperature and light intensity in some climatic zones (Thakur et al., 1989, Effect of temperature and light on the virulence of Exserohilum turcicum in maize. Phytopathology 1989, 79: 631- 635). As a consequence, the use of new HT resistance genes for the production of commercial maize plants, targeting more complete and longer-lasting resistance to H. turcicum in maize, is increasing in importance.
- 1 047146- 1 047146
Таблица 1Table 1
Обзор устойчивости (R) и чувствительности (S) локусов устойчивости к различным расам Helminthosporium turcicum:Review of resistance (R) and sensitivity (S) loci of resistance to different races of Helminthosporium turcicum:
Одним из источников моногенной устойчивости гена HTN1 является мексиканская свинья породы Ландрас Pepitilla (Геверс, 1975, Новый основной ген устойчивости к Гелъминтоспориозной пятнистости листьев кукурузы. Plant Disease Rep 59: 296-300). Линии интрогрессии гена HTN1 демонстрируют картирование гена на длинном плече хромосомы 8. В отличие от обычных генов устойчивости НТ, ген HTN1 придает устойчивость, задерживая начало споруляции, и таким образом борется с развитием поражений. В результате, образуется меньше поражений, а также уменьшается количество зон споруляции (Симкокс и Беннетзен, 1993, Использование молекулярных маркеров для изучения устойчивости к Setospaeria turcica у кукурузы. Phytopathology 83: 1326-1330). Хлоротически-некротические поражения, такие как, поражения, обусловленные устойчивостью, придаваемой НТ1, НТ2 или НТ3, не образуются (Геверс, 1975). Документ WO 2015/032494 раскрывает идентификацию гена-возбудителя, RLK1, придающего фенотип устойчивости Pepitilla 8,06 парам оснований у кукурузы, и описывает молекулярные маркеры, подходящие для использования этого локуса устойчивости без тесно сцепленного нежелательного сцепленного груза, приводящего к отрицательному воздействию на максимально потенциальный урожай.One source of monogenic resistance of the HTN1 gene is the Mexican Landrace pig Pepitilla (Gevers, 1975, New major resistance gene to Helminthosporium leaf spot of corn. Plant Disease Rep 59: 296-300). Introgression lines of the HTN1 gene show mapping of the gene to the long arm of chromosome 8. Unlike conventional HT resistance genes, the HTN1 gene confers resistance by delaying the onset of sporulation and thus combats the development of lesions. As a result, fewer lesions are produced and the number of sporulation zones is reduced (Simcox and Bennetzen, 1993, Use of molecular markers to study resistance to Setospaeria turcica in maize. Phytopathology 83: 1326-1330). Chlorotic-necrotic lesions, such as those due to resistance conferred by HT1, HT2 or HT3, do not form (Gevers, 1975). WO 2015/032494 discloses the identification of the causative gene, RLK1, conferring the Pepitilla 8.06 bp resistance phenotype in maize, and describes molecular markers suitable for exploiting this resistance locus without tightly linked unwanted linked load resulting in a negative impact on maximum potential. harvest.
В документе WO 2011/163590 были раскрыты генотипы PH99N и PH26N в качестве альтернативных источников для устойчивости к NCLB пар оснований 5 на хромосоме 8.WO 2011/163590 disclosed the PH99N and PH26N genotypes as alternative sources for 5 base pair NCLB resistance on chromosome 8.
С целью идентификации гена устойчивости к NCLB из гибрида кукурузы DK888, в 2010 году, Чанг и др. опубликовали исследование, посвященное точному картированию локуса устойчивости из 8,06 пар оснований (Чанг и др. 2010 Характеристика и точное картирование локуса устойчивости к Северному гельминтоспориозу листьев кукурузы для 8,06 пар оснований Theoretical and Applied Genetics 121 (2): 205-227). Исследования специфичности расы Helminthosporium первоначально показали, что функционально локус устойчивости тесно сцеплен с генами НТ2 и HTN1. Аннотации геномов фрагмента хромосомы размером 0,46 Мб с использованием ссылки В73 намекали на несколько предполагаемых открытых рамок считывания; однако, ген-возбудитель не был идентифицирован, и функциональная проверка не была описана.To identify the NCLB resistance gene from the maize hybrid DK888, in 2010, Chang et al. published a study fine-mapping the 8.06 bp resistance locus (Chang et al. 2010 Characterization and fine mapping of the resistance locus for northern leaf blight). maize for 8.06 bp Theoretical and Applied Genetics 121(2):205-227). Studies of Helminthosporium race specificity initially showed that the resistance locus is functionally closely linked to the HT2 and HTN1 genes. Annotation of the genomes of a 0.46 Mb chromosome fragment using reference B73 hinted at several putative open reading frames; however, the causative gene has not been identified and functional validation has not been described.
Таким образом, целью настоящего изобретения является идентификация и/или дополнительная характеристика генов устойчивости растений, кодирующих полипептиды, придающие или увеличивающие устойчивость к патогенному грибу, такому как, Helminthosporium turcicum.It is therefore an object of the present invention to identify and/or further characterize plant resistance genes encoding polypeptides that confer or enhance resistance to a pathogenic fungus such as Helminthosporium turcicum.
Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention
Настоящее изобретение предлагает молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую или состоящую из нуклеотидной последовательности, имеющей нуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2. Также предложена молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 3.The present invention provides a nucleic acid molecule containing or consisting of a nucleotide sequence having the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. Also provided is a nucleic acid molecule containing or consisting of a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence represented by in SEQ ID NO: 3.
Также предложена молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности, имеющей, по меньшей мере, 96%-ную идентичность с нуклеотидной последовательностью, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, и молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, имеющую, по меньшей мере, 92%-ную идентичность с аминокислотной последовательностью, представленной в SEQ ID NO: 3.Also provided is a nucleic acid molecule containing or consisting of a nucleotide sequence having at least 96% identity with the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, and a nucleic acid molecule containing or consisting of a nucleotide sequence encoding an amino acid sequence having at least 92% identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3.
Также предложена молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности, гибридизующейся с комплементарной цепью нуклеотидной последовательности,Also proposed is a nucleic acid molecule containing or consisting of a nucleotide sequence that hybridizes with a complementary strand of the nucleotide sequence,
- 2 047146 представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, или гибридизующейся с комплементарной цепью нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 3, в жестких условиях гибридизации.- 2 047146 presented in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, or hybridizing with the complementary strand of a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, under stringent hybridization conditions.
Кроме того, предложена молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности, кодирующей белок, причем указанный белок получен из аминокислотной последовательности, кодируемой нуклеотидной последовательностью, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, или из аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, путем замещения, делеции и/или добавления, по меньшей мере, одной аминокислоты.In addition, a nucleic acid molecule is provided containing or consisting of a nucleotide sequence encoding a protein, wherein said protein is derived from the amino acid sequence encoded by the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, or from the amino acid sequence represented by in SEQ ID NO: 3, by substitution, deletion and/or addition of at least one amino acid.
Молекула нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению кодирует полипептид, который представляет собой рецептор-подобные киназы 1 (WAK RLK1), ассоциированные со стенкой, или функционально принадлежит к семейству рецептор-подобных киназ, ассоциированных со стенкой.The nucleic acid molecule of the present invention encodes a polypeptide that is wall-associated receptor-like kinase 1 (WAK RLK1), or functionally belongs to the family of wall-associated receptor-like kinases.
Молекула нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению кодирует полипептид, способный придавать (или повышать) устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в частности, Helminthosporium turcicum, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N у растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - у растения вида Zea mays, в котором экспрессируется полипептид.The nucleic acid molecule of the present invention encodes a polypeptide capable of conferring (or increasing) resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in particular Helminthosporium turcicum, in a preferred embodiment of the present invention, Helminthosporium turcicum race 0, 1 and/or N in a plant, in a preferred embodiment of the present invention, in a plant of the species Zea mays in which the polypeptide is expressed.
В другом аспекте, предложен вектор или экспрессионная кассета, содержащая молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, в векторе или экспрессионной кассете, нуклеотидная последовательность по настоящему изобретению функционально сцеплена с регуляторным элементом, обеспечивающим экспрессию нуклеотидной последовательности в растительной клетке.In another aspect, a vector or expression cassette comprising a nucleic acid molecule of the present invention is provided. In a preferred embodiment of the present invention, in a vector or expression cassette, a nucleotide sequence of the present invention is operably linked to a regulatory element that causes the nucleotide sequence to be expressed in a plant cell.
Также предложена клетка-хозяин, содержащая молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению или вектор, или экспрессионную кассету по настоящему изобретению.Also provided is a host cell containing a nucleic acid molecule of the present invention or a vector or expression cassette of the present invention.
В другом аспекте, предложен полипептид, кодируемый молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению. Полипептид представляет собой рецептор-подобные киназы 1 (WAK RLK1), ассоциированные со стенкой, или функционально принадлежит к семейству рецептор-подобных киназ 1, ассоциированных со стенкой. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, полипептид способен придавать (или повышать) устойчивость к заболеванию растений, вызываемому Helminthosporium turcicum, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N у растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - у растения вида Zea mays, в котором экспрессируется полипептид.In another aspect, a polypeptide encoded by a nucleic acid molecule of the present invention is provided. The polypeptide is wall-associated receptor-like kinase 1 (WAK RLK1), or functionally belongs to the wall-associated receptor-like kinase 1 family. In a preferred embodiment of the present invention, the polypeptide is capable of conferring (or increasing) resistance to a plant disease caused by Helminthosporium turcicum, in a preferred embodiment of the present invention Helminthosporium turcicum race 0, 1 and/or N in the plant, in a preferred embodiment of the present invention in plants of the Zea mays species in which the polypeptide is expressed.
Кроме того, полипептид может быть способен придавать или повышать устойчивость к заболеванию растений, вызываемому Helminthosporium turcicum рас 2 и/или 3 у растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - у растения вида Zea mays, в котором экспрессируется полипептид. Растение может показывать чувствительный ответ на инфицирование Helminthosporium turcicum рас 2 и/или 3.In addition, the polypeptide may be capable of conferring or increasing resistance to plant disease caused by Helminthosporium turcicum race 2 and/or 3 in the plant, in a preferred embodiment of the present invention, the Zea mays plant in which the polypeptide is expressed. The plant may show a sensitive response to infection by Helminthosporium turcicum races 2 and/or 3.
Кроме того, предложено растение, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - растение вида Zea mays, содержащее молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению трансгенно (как трансген) или эндогенно (как эндогенный ген), вектор по настоящему изобретению, экспрессионную кассету по настоящему изобретению или полипептид по настоящему изобретению. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, растение устойчиво к заболеванию растений, вызываемому Helminthosporium turcicum, в частности, Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N. Растение может показывать чувствительный ответ на инфицирование Helminthosporium turcicum рас 2 и/или 3. Растение может представлять собой трансгенное растение или генетически отредактированное растение. Растение может представлять собой растение, эндогенно содержащее молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, при этом, фланкирующие области генома не содержат интервал, полученный из А619НТ2 или А619НТ3, расположенный между аллелями маркера SYN14136 и маркера МА0021, или интервал, полученный из А619НТ2 или А619НТ3, расположенный между аллелями маркера МА0022 и маркера SYN4196. Также предложена часть растения по настоящему изобретению, растительная клетка растения по настоящему изобретению и семя растения по настоящему изобретению, при этом, семя содержит молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению трансгенно (как трансген) или эндогенно (как эндогенный ген), вектор по настоящему изобретению, экспрессионную кассету по настоящему изобретению или полипептид по настоящему изобретению.In addition, a plant is provided, in a preferred embodiment of the present invention, a plant of the Zea mays species, containing a nucleic acid molecule of the present invention transgenically (as a transgene) or endogenously (as an endogenous gene), a vector of the present invention, an expression cassette of the present invention, or a polypeptide according to the present invention. In a preferred embodiment of the present invention, the plant is resistant to plant disease caused by Helminthosporium turcicum, in particular Helminthosporium turcicum races 0, 1 and/or N. The plant may show a sensitive response to infection by Helminthosporium turcicum races 2 and/or 3. is a transgenic plant or a genetically edited plant. The plant may be a plant endogenously containing a nucleic acid molecule of the present invention, wherein the flanking regions of the genome do not contain an interval derived from A619HT2 or A619HT3 located between the alleles of the SYN14136 marker and the MA0021 marker, or an interval derived from A619HT2 or A619HT3 located between the alleles of the MA0022 marker and the SYN4196 marker. Also provided is a part of a plant of the present invention, a plant cell of a plant of the present invention, and a seed of a plant of the present invention, wherein the seed contains a nucleic acid molecule of the present invention transgenically (as a transgene) or endogenously (as an endogenous gene), a vector of the present invention, an expression cassette of the present invention or a polypeptide of the present invention.
Согласно другому аспекту, предложен способ или метод идентификации, или выбора растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - растения вида Zea mays, обладающего повышенной устойчивостью к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N, или его части, клетки или семени, содержащий следующие этапы: (а) определение в растении или его части, клетке или семени (или в образце растения, или его части, клетки или семени), присутствия молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, как описано выше, или молекулы нуклеиновой кислоты, содержащей или состоящей из нуклеотидной последовательности, выбранной изAccording to another aspect, there is provided a method or method for identifying or selecting a plant, in a preferred embodiment of the present invention, a plant of the species Zea mays, having increased resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention, Helminthosporium turcicum, more in In a preferred embodiment of the present invention, Helminthosporium turcicum race 0, 1 and/or N, or a part, cell or seed thereof, comprising the following steps: (a) determination in the plant or part, cell or seed (or in a sample of the plant, or its part, cell or seed), the presence of a nucleic acid molecule of the present invention as described above, or a nucleic acid molecule containing or consisting of a nucleotide sequence selected from
- 3 047146 группы, состоящей из: (i) нуклеотидной последовательности, имеющей, по меньшей мере, 60%-ную идентичность с нуклеотидной последовательностью, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, (ii) нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, имеющую по меньшей мере 60%-ную идентичность с аминокислотной последовательностью, представленной в SEQ ID NO: 3, (iii) нуклеотидной последовательности, имеющей, по меньшей мере, 85%-ную идентичность с положениями нуклеотидов 1-920 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2 (экзон 1; SEQ ID NO: 6), или имеющей, по меньшей мере, 60%-ную идентичность с положениями нуклеотидов 23252-23288 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1 (экзон 2; SEQ ID NO: 7), или с положениями нуклеотидов 921-957 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 2 (экзон 2; SEQ ID NO: 7), и/или имеющей по меньшей мере 98%-ную идентичность с положениями нуклеотидов 23586-24632 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1 (экзон 3; SEQ ID NO: 8), или с положениями нуклеотидов 958-2004 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 2 (экзон 3; SEQ ID NO: 8), (iv) нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, имеющую по меньшей мере 75%-ную идентичность с положениями 1-306 аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, и/или имеющую по меньшей мере 60%-ную идентичность с положениями 307-319 аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, и/или имеющую по меньшей мере 98%-ную идентичность с положениями 320-668 аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, при этом, молекула нуклеиновой кислоты по любому из пунктов (i)-(iv) кодирует полипептид, способный придавать или повышать устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N, у растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - у растения вида Zea mays, в котором экспрессируется полипептид, и, при этом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, молекула нуклеиновой кислоты по любому из пунктов (i)(iv) кодирует полипептид, который является или функционально принадлежит к семейству рецепторподобных киназ 1 (WAK RLK1), ассоциированных со стенкой; и (b) идентификацию или выбор растения, в котором или в части, клетке или семени которого присутствует молекула нуклеиновой кислоты, как определено в пункте (а), как обладающая устойчивостью или повышенной устойчивостью к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N.- 3 047146 group consisting of: (i) a nucleotide sequence having at least 60% identity with the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, (ii) a nucleotide sequence encoding an amino acid sequence having at least 60% identity with the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, (iii) a nucleotide sequence having at least 85% identity with nucleotide positions 1-920 of the nucleotide sequence, presented in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 (exon 1; SEQ ID NO: 6), or having at least 60% identity with nucleotide positions 23252-23288 of the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO : 1 (exon 2; SEQ ID NO: 7), or with nucleotide positions 921-957 of the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 2 (exon 2; SEQ ID NO: 7), and/or having at least 98% -identity with nucleotide positions 23586-24632 of the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1 (exon 3; SEQ ID NO: 8), or at nucleotide positions 958-2004 of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 (exon 3; SEQ ID NO: 8), (iv) a nucleotide sequence encoding an amino acid sequence having at least 75 % identity with positions 1-306 of the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, and/or having at least 60% identity with positions 307-319 of the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, and/ or having at least 98% identity to positions 320-668 of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, wherein the nucleic acid molecule of any one of clauses (i) to (iv) encodes a polypeptide capable of imparting or enhancing resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum race 0, 1 and/or N, in a plant, in a preferred embodiment of the present invention - in plant of the Zea mays species in which the polypeptide is expressed, and wherein, in a preferred embodiment of the present invention, the nucleic acid molecule of any one of (i)(iv) encodes a polypeptide that is or functionally belongs to the receptor-like kinase 1 (WAK) family RLK1), associated with the wall; and (b) identifying or selecting a plant in which, or in a part, cell or seed of which, a nucleic acid molecule as defined in paragraph (a) is present as having resistance or increased resistance to the plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum races 0, 1 and/or N.
Также предложен способ или метод идентификации растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - растения вида Zea mays, которое устойчиво к заболеванию растений, вызываемому Helminthosporium turcicum, в частности, Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N, и оно содержит молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению эндогенно, причем способ или метод содержит определение в аллелях растения, по меньшей мере, двух маркеров, при этом, по меньшей мере, один из указанных маркеров находится на или в пределах хромосомного интервала между SYN14136 и молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, и, по меньшей мере, один из указанных маркеров находится на или в пределах хромосомного интервала между молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению и SYN4196.Also provided is a method or method for identifying a plant, in a preferred embodiment of the present invention, a plant of the species Zea mays, which is resistant to the plant disease caused by Helminthosporium turcicum, in particular Helminthosporium turcicum race 0, 1 and/or N, and it contains a nucleic acid molecule of the present invention is endogenous, wherein the method or method comprises identifying in plant alleles at least two markers, wherein at least one of said markers is located on or within the chromosomal interval between SYN14136 and the nucleic acid molecule of the present invention, and at least one of said markers is located on or within a chromosomal interval between the nucleic acid molecule of the present invention and SYN4196.
В другом аспекте, предложено растение, идентифицированное или выбранное способом или методом идентификации или выбора согласно настоящему изобретению, или его потомство.In another aspect, a plant identified or selected by the identification or selection method or method of the present invention, or a progeny thereof, is provided.
В другом аспекте, предложен способ идентификации аллеля гена устойчивости, придающего или повышающего устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, у Zea mays и в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - кодирующего полипептид, который является или функционально принадлежит к семейству рецептор-подобных киназ 1 (WAK RLK1), ассоциированных со стенкой, при этом, способ содержит следующее этапы: (а) проведение сравнения последовательностей с использованием (i), по меньшей мере, одной кодирующей нуклеотидной последовательности, происходящей или полученной из генотипа Zea mays, при этом, нуклеотидная последовательность, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, соответствует локусу устойчивости из 8,05 пар оснований или локусу устойчивости из 8,06 пар оснований, и (ii), в качестве эталонной последовательности, нуклеотидной последовательности по настоящему изобретению, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, или нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 3, или ее части, или консенсусной последовательности, полученной из набора, по меньшей мере, двух нуклеотидных последовательностей, при этом, одна нуклеотидная последовательность представляет собой нуклеотидную последовательность по настоящему изобретению, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - нуклеотидную последовательность, представленнуюIn another aspect, a method is provided for identifying a resistance gene allele that confers or increases resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum race 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, in Zea mays and in a preferred embodiment of the present invention encoding a polypeptide that is or functionally belongs to the family of receptor-like kinase 1 (WAK RLK1) associated with a wall, wherein the method comprises the following steps: (a) performing a sequence comparison using (i) at least one coding nucleotide sequence derived from or derived from a Zea mays genotype, wherein the nucleotide sequence, in a preferred embodiment of the present invention, corresponds to the 8.05 bp resistance locus or the 8.06 bp resistance locus, and (ii), as a reference sequence, the nucleotide sequence of the present invention, in a preferred embodiment of the present invention, the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, or a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, or a part thereof, or a consensus sequence derived from a set of at least two nucleotide sequences, wherein , one nucleotide sequence is the nucleotide sequence of the present invention, in a preferred embodiment of the present invention, the nucleotide sequence represented by
- 4 047146 в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, или нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 3, или ее части, и, при этом, каждая нуклеотидная последовательность набора, по меньшей мере, двух нуклеотидных последовательностей кодирует полипептид, способный придавать или повышать устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения Helminthosporium turcicum рас 0, 1 или N, у Zea mays, в котором экспрессируется полипептид, и, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, соответствует локусу устойчивости из 8,05 пар оснований или локусу устойчивости из 8,06 пар оснований, и, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, кодирует полипептид, который является или функционально принадлежит к семейству рецептор-подобных киназ 1 (WAK RLK1), ассоциированных со стенкой, и (b) идентификацию аллеля, если сравнение последовательностей выявляет (i) идентичность последовательности на уровне нуклеотидов, составляющую, по меньшей мере, 85%-ную идентичность с положениями нуклеотидов 1-920 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, и/или составляющую, по меньшей мере, 60%-ную идентичность с положениями нуклеотидов 2325223288 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1, или с положениями нуклеотидов 921-957 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 2, и/или составляющую, по меньшей мере, 98%-ную идентичность с положениями нуклеотидов 23586-24632 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1, или с положениями нуклеотидов 958-2004 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 2, и/или (ii) идентичность последовательности уровня кодируемой аминокислоты, составляющую, по меньшей мере, 75%-ную идентичность с положениями 1-306 аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, и/или составляющую, по меньшей мере, 60%-ную идентичность с положениями 307-319 аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, и/или составляющую, по меньшей мере, 98%-ную идентичность с положениями 320-668 аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3.- 4 047146 in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, or a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, or part thereof, and, wherein each nucleotide sequence of the set is at least two nucleotide sequences encodes a polypeptide capable of conferring or increasing resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention Helminthosporium turcicum race 0, 1 or N, in Zea mays, in which the polypeptide is expressed, and, in a preferred embodiment of the present invention, corresponds to an 8.05 base pair resistance locus or an 8.06 base pair resistance locus, and, in a preferred embodiment of the present invention, encodes a polypeptide that is or functionally belongs to wall-associated receptor-like kinase 1 (WAK RLK1) family, and (b) identification of the allele if sequence comparison reveals (i) nucleotide-level sequence identity of at least 85% identity to nucleotide positions of 1 -920 nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, and/or having at least 60% identity with nucleotide positions 2325223288 of the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1, or with positions of nucleotides 921-957 of the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 2, and/or having at least 98% identity with positions of nucleotides 23586-24632 of the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1, or with positions nucleotides 958-2004 of the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 2, and/or (ii) encoded amino acid level sequence identity constituting at least 75% identity with positions 1-306 of the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, and/or having at least 60% identity with positions 307-319 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3, and/or having at least 98% identity with positions 320-668 amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3.
Также предложена молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности аллеля гена устойчивости, идентифицированного способом идентификации аллеля гена устойчивости.Also proposed is a nucleic acid molecule containing or consisting of a nucleotide sequence of a resistance gene allele identified by a method for identifying a resistance gene allele.
В другом аспекте, предложен способ придания или повышения устойчивости к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, у растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - у растения вида Zea mays, содержащий следующие этапы: (а) введение по меньшей мере в одну клетку растения молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, включая, например, молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую или состоящую из нуклеотидной последовательности идентифицированного аллеля, экспрессионной кассеты по настоящему изобретению или вектора по настоящему изобретению, (b) регенерацию растения по меньшей мере из одной клетки и (с) вызывание экспрессии молекулы нуклеиновой кислоты у растения.In another aspect, a method is provided for imparting or increasing resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum race 0, 1, 2, 3, N, 12 , 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, in a plant, in a preferred embodiment of the present invention in a plant of the species Zea mays, comprising the following steps: (a) introducing into at least one cell of the plant a nucleic acid molecule of the present invention including, for example, a nucleic acid molecule containing or consisting of the nucleotide sequence of an identified allele, an expression cassette of the present invention, or a vector of the present invention, (b) regenerating a plant from at least one cell, and (c) causing expression of the nucleic acid molecule in plants.
В другом аспекте, предложен способ придания или повышения устойчивости к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, у растения по настоящему изобретению, содержащий этап уменьшения уровня экспрессии молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, включая, например, молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую или состоящую из нуклеотидной последовательности идентифицированного аллеля, экспрессионной кассеты по настоящему изобретению или вектора по настоящему изобретению, у растения или у, по меньшей мере, одной клетки растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по сравнению с уровнем экспрессии эндогенного гена в устойчивом растении дикого типа.In another aspect, a method is provided for imparting or increasing resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum race 0, 1, 2, 3, N, 12 , 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, in a plant of the present invention, comprising the step of reducing the level of expression of a nucleic acid molecule of the present invention, including, for example, a nucleic acid molecule containing or consisting of the nucleotide sequence of the identified allele, expression cassette of the present invention or a vector of the present invention, in a plant or at least one cell of a plant, in a preferred embodiment of the present invention, compared to the level of endogenous gene expression in a resistant wild-type plant.
В другом аспекте, предложен способ получения растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - растения вида Zea mays, имеющего (повышенную) устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, или его части, клетки или семени, содержащий следующие этапы: (а) введение в растение или, по меньшей мере, в одну клетку растения молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, включая, например, молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую или состоящую из нуклеотидной последовательности идентифицированного аллеля, экспрессионной кассеты по настоящему изобретению или вектора по настоящему изобретению, (b) необязательную регенерацию растения по меньшей мере из одной клетки и (с) вызывание экспрессии молекулы нуклеиновой кислоты у растения.In another aspect, a method is provided for producing a plant, in a preferred embodiment of the present invention, a plant of the species Zea mays, having (increased) resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention, Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, or parts thereof, cells or seeds, containing the following steps: (a) introduction into the plant or, according to into at least one plant cell, a nucleic acid molecule of the present invention, including, for example, a nucleic acid molecule containing or consisting of the nucleotide sequence of an identified allele, an expression cassette of the present invention, or a vector of the present invention, (b) optionally regenerating the plant at least at least from one cell and (c) causing expression of a nucleic acid molecule in the plant.
В другом аспекте, предложено растение, полученное способами получения растения по настоящему изобретению, или его потомство.In another aspect, a plant produced by the plant production methods of the present invention, or a progeny thereof, is provided.
Также предложен способ борьбы с инфицированием патогенным грибом, в предпочтительном ваA method of combating infection by a pathogenic fungus is also proposed, preferably
- 5 047146 рианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, у популяции растений, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - растений вида Zea mays, содержащий следующие этапы: (а) выращивание растений по настоящему изобретению на сельскохозяйственных и садовых участках и (b) вызывание экспрессии молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, включая, например, молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую или состоящую из нуклеотидной последовательности идентифицированного аллеля, экспрессионной кассеты по настоящему изобретению или вектора по настоящему изобретению, у растений.- 5 047146 in an embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, in a plant population, in a preferred embodiment of the present invention, plants of the species Zea mays, comprising the following steps: (a) growing plants of the present invention in agricultural and horticultural areas and (b) causing expression of a nucleic acid molecule of the present invention, including, for example, a nucleic acid molecule, containing or consisting of the nucleotide sequence of an identified allele, expression cassette of the present invention, or vector of the present invention, in plants.
Другим аспектом настоящего изобретения является олигонуклеотид, имеющий в длину, по меньшей мере, 15, 16, 17, 18, 19 или 20, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по меньшей мере, 21, 22, 23, 24 или 25, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по меньшей мере, 30, 35, 40, 45 , 50, 100, 200, 300 или 500 нуклеотидов, при этом, олигонуклеотид способен гибридизоваться или отжигаться с (i) молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, (ii) молекулой нуклеиновой кислоты, содержащей нуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 4 или SEQ ID NO: 5, или с (iii) молекулой нуклеиновой кислоты, комплементарной (i) или (ii).Another aspect of the present invention is an oligonucleotide having a length of at least 15, 16, 17, 18, 19 or 20, in a preferred embodiment of the present invention at least 21, 22, 23, 24 or 25, more in a preferred embodiment of the present invention, at least 30, 35, 40, 45, 50, 100, 200, 300 or 500 nucleotides, wherein the oligonucleotide is capable of hybridizing or annealing to (i) a nucleic acid molecule of the present invention, (ii ) a nucleic acid molecule containing the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 5, or with (iii) a nucleic acid molecule complementary to (i) or (ii).
Также предложена пара олигонуклеотидов или набор, содержащий указанные олигонуклеотиды, при этом, олигонуклеотиды подходят для отжига в качестве прямого праймера и обратного праймера для области в геноме растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - в геноме Zea mays, который проявляет косегрегацию, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - идеальную косегрегацию, с молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению.Also provided is a pair of oligonucleotides or a set containing said oligonucleotides, wherein the oligonucleotides are suitable for annealing as a forward primer and a reverse primer to a region in the plant genome, in a preferred embodiment of the present invention, in the Zea mays genome, which exhibits cosegregation, in a preferred embodiment implementation of the present invention - ideal cosegregation with the nucleic acid molecule of the present invention.
В другом аспекте, предложено использование по меньшей мере одного олигонуклеотида в качестве молекулярного маркера или его части в способе идентификации или выбора растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - растения вида Zea mays, имеющего повышенную устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N, или его части, клетки или семени, или в способе идентификации аллеля гена устойчивости, придающего или повышающего устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N, у Zea mays, при этом, молекулярный маркер способен определять, по меньшей мере, один однонуклеотидный полиморфизм, проводить диагностику делеции или вставки для молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению и/или содержит олигонуклеотид, как описано выше, и/или представляет собой пару олигонуклеотидов или набор, как описано выше.In another aspect, the use of at least one oligonucleotide as a molecular marker or part thereof is provided in a method for identifying or selecting a plant, in a preferred embodiment of the present invention, a plant of the Zea mays species having increased resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment in an embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum race 0, 1 and/or N, or a part, cell or seed thereof, or in a method for identifying an allele of a resistance gene that confers or increases resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum race 0, 1 and/or N, in Zea mays, wherein the molecular marker is capable of detecting at least one single nucleotide polymorphism, to diagnose a deletion or insertion for a nucleic acid molecule of the present invention and/or contains an oligonucleotide as described above and/or is a pair of oligonucleotides or a set as described above.
В одном аспекте, предложено использование по меньшей мере одного олигонуклеотида или, по меньшей мере, двух олигонуклеотидов в качестве молекулярного маркера или его части в способе или методе идентификации растения, как описано выше, или в способе или методе элиминации сцепленного груза, тесно сцепленного с молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, для определения присутствия или отсутствия интервала, полученного из А619НТ2 или А619НТ3, расположенного между аллелями маркера SYN14136 и маркера МА0021, или интервала, полученного из А619НТ2 или А619НТ3, расположенного между аллелями маркера МА0022 и маркера SYN4196.In one aspect, the use of at least one oligonucleotide or at least two oligonucleotides as a molecular marker or part thereof is provided in a method or method for identifying a plant as described above, or in a method or method for eliminating cohesive cargo closely associated with a molecule nucleic acid of the present invention, to determine the presence or absence of an interval derived from A619HT2 or A619HT3 located between the alleles of the SYN14136 marker and the MA0021 marker, or an interval derived from A619HT2 or A619HT3 located between the alleles of the MA0022 marker and the SYN4196 marker.
В другом аспекте, предложен способ определения присутствия или отсутствия молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, включая, например, молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую или состоящую из нуклеотидной последовательности идентифицированного аллеля, у растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - у растения вида Zea mays, содержащий следующие этапы: (а) выделение ДНК по меньшей мере из одной клетки растения и (b) использование молекулярного маркера для определения присутствия или отсутствия молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, при этом, молекулярный маркер способен определять, по меньшей мере, один однонуклеотидный полиморфизм, проводить диагностику делеции или вставки для молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению и/или содержит олигонуклеотид, как описано выше, и/или представляет собой пару олигонуклеотидов или набор, как описано выше.In another aspect, a method is provided for determining the presence or absence of a nucleic acid molecule of the present invention, including, for example, a nucleic acid molecule containing or consisting of the nucleotide sequence of an identified allele, in a plant, in a preferred embodiment of the present invention, a plant of the species Zea mays, comprising the steps of: (a) isolating DNA from at least one plant cell and (b) using a molecular marker to determine the presence or absence of a nucleic acid molecule of the present invention, wherein the molecular marker is capable of detecting at least one single nucleotide polymorphism , perform deletion or insertion diagnostics for a nucleic acid molecule of the present invention and/or contains an oligonucleotide as described above and/or is an oligonucleotide pair or set as described above.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
На фиг. 1 показан вектор p7U-нативныйНТ2_CDS_2, который можно использовать для трансформации растений Zea mays. Экспрессионную кассету, содержащую сДНК гена НТ2 (SEQ ID NO: 2) под контролем нативного промотора (SEQ ID NO: 4) и терминатора (SEQ ID NO: 5), трансформировали в бинарный вектор, содержащий, например, ген устойчивости к гербицидам (например: устойчивости к BASTA, устойчивости к глифосату или устойчивости к ингибиторам ALS) для последующей трансформации в Agrobacterium tumefaciens для Agrobacterium-опосредованной трансформации растения в генотип кукурузы (Zea mays) A188.In fig. Figure 1 shows the p7U-nativeHT2_CDS_2 vector, which can be used to transform Zea mays plants. An expression cassette containing cDNA of the HT2 gene (SEQ ID NO: 2) under the control of a native promoter (SEQ ID NO: 4) and terminator (SEQ ID NO: 5) was transformed into a binary vector containing, for example, a herbicide resistance gene (for example : BASTA resistance, glyphosate resistance or ALS inhibitor resistance) for subsequent transformation into Agrobacterium tumefaciens for Agrobacterium-mediated plant transformation into maize (Zea mays) genotype A188.
- 6 047146- 6 047146
На фиг. 2 A-D показано множественное выравнивание последовательностей CLUSTAL О (1.2.4) аллелей RLK1 НТ2 (SEQ ID NO: 2), HTN1 (SEQ ID NO: 9), PH99N (SEQ ID NO: 11) и PH26N (SEQ ID NO:In fig. 2 A-D shows a multiple CLUSTAL O (1.2.4) sequence alignment of the RLK1 HT2 (SEQ ID NO: 2), HTN1 (SEQ ID NO: 9), PH99N (SEQ ID NO: 11) and PH26N (SEQ ID NO: 11) alleles.
13). Положение с различиями в последовательностях обозначено отсутствующей звездочкой в нижней строке каждого блока.13). Positions with sequence differences are indicated by a missing asterisk in the bottom line of each block.
На фиг. 3А и В показано множественное выравнивание последовательностей ClustalV (РАМ250) полипептидов RLK1. RLKl_A619HT2_CDS.seq (SEQ ID NO: 3), RLKl_A619HT3_CDS.seq (идентичная SEQ ID NO: 3), RLKl_B37HTN_CDS.seq (SEQ ID NO: 10), RLKl_A619HT2_ЭkЗOн1.seq (SEQ ID NO: 6), RLK1_A619HT2_экзон2.seq (SEQ ID NO: 7), и RLKl_A619HT2_экзон3.seq (SEQ ID NO: 8).In fig. 3A and B show multiple sequence alignment of ClustalV (PAM250) RLK1 polypeptides. RLKl_A619HT2_CDS.seq (SEQ ID NO: 3), RLKl_A619HT3_CDS.seq (identical to SEQ ID NO: 3), RLKl_B37HTN_CDS.seq (SEQ ID NO: 10), RLKl_A619HT2_EkZon1.seq (SEQ ID NO: 6), RLKl_A619HT2_ exon2.seq (SEQ ID NO: 7), and RLKl_A619HT2_exon3.seq (SEQ ID NO: 8).
На фиг. 4 A-C показано выравнивание последовательностей сДНК гена НТ2 (SEQ ID NO: 2) и сДНК аллеля RLK1, полученного из генотипа А188. В позиции 1458-1459 аллеля А188 была идентифицирована вставка АС 2-х пар оснований (белые буквы на черном фоне), которая вызывает ранний стоп-кодон (выделен жирным шрифтом и подчеркнут).In fig. 4 A-C shows a sequence alignment of the cDNA of the HT2 gene (SEQ ID NO: 2) and the cDNA of the RLK1 allele derived from the A188 genotype. At position 1458-1459 of the A188 allele, a 2-bp AC insertion (white letters on a black background) was identified that causes an early stop codon (in bold and underlined).
На фиг. 5 показано выравнивание последовательностей аминокислот А619НТ2 и модифицированного А188 RLK1. Модифицированный А188 RLK на 99,1% идентичен А619НТ2.In fig. Figure 5 shows the alignment of the amino acid sequences of A619HT2 and the modified A188 RLK1. The modified A188 RLK is 99.1% identical to the A619NT2.
На фиг. 6 показана карта положений маркеров со ссылкой на положения маркеров AGPv02.In fig. 6 shows a map of marker positions with reference to AGPv02 marker positions.
Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention
Настоящее изобретение основано на идентификации гена НТ2, который кодирует полипептид, придающий (или повышающий) растению устойчивость к патогенному грибу, такому как, Helminthosporium turcicum.The present invention is based on the identification of the HT2 gene, which encodes a polypeptide that imparts (or increases) resistance to a plant against a pathogenic fungus such as Helminthosporium turcicum.
Соответственно, в одном аспекте настоящего изобретения, предложена молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности, кодирующей указанный ген НТ2. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, молекула нуклеиновой кислоты содержит или состоит из нуклеотидной последовательности, имеющей нуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 1 (геномная ДНК гена НТ2) или SEQ ID NO: 2 (сДНК гена НТ2). Также предложена молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 3 (белок НТ2).Accordingly, in one aspect of the present invention, there is provided a nucleic acid molecule comprising or consisting of a nucleotide sequence encoding said HT2 gene. In one embodiment of the present invention, the nucleic acid molecule contains or consists of a nucleotide sequence having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 (HT2 gene genomic DNA) or SEQ ID NO: 2 (HT2 gene cDNA). Also provided is a nucleic acid molecule containing or consisting of a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 (HT2 protein).
Также предложена молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности, имеющей, по меньшей мере, 96%-ную идентичность с нуклеотидной последовательностью, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, нуклеотидная последовательность, имеющая, по меньшей мере, 97%-ную, 98%-ную, 99%-ную или 99,5%-ную идентичность с нуклеотидной последовательностью, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине. Также предложена молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, имеющую, по меньшей мере, 92%-ную идентичность с аминокислотной последовательностью, представленной в SEQ ID NO: 2, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, молекула нуклеиновой кислоты содержит или состоит из нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, имеющую, по меньшей мере, 93%-ную, 94%-ную, 95%-ную, 96%-ную, 97%-ную, 98%-ную, 99%-ную или 99,5%-ную идентичность с аминокислотной последовательностью, представленной в SEQ ID NO: 3, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине.Also provided is a nucleic acid molecule containing or consisting of a nucleotide sequence having at least 96% identity with the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, in a preferred embodiment of the present invention - by the entire length. In a preferred embodiment of the present invention, a nucleotide sequence having at least 97%, 98%, 99% or 99.5% identity with the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, in the preferred embodiment of the present invention - along the entire length. Also provided is a nucleic acid molecule containing or consisting of a nucleotide sequence encoding an amino acid sequence having at least 92% identity with the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 2, in a preferred embodiment of the present invention - along its entire length . In a preferred embodiment of the present invention, the nucleic acid molecule contains or consists of a nucleotide sequence encoding an amino acid sequence having at least 93%, 94%, 95%, 96%, 97% 98%, 99% or 99.5% identity with the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, in a preferred embodiment of the present invention - along the entire length.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, предложена молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности, гибридизующейся с комплементарной цепью нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, или нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 3, в жестких условиях гибридизации.In another embodiment of the present invention, there is provided a nucleic acid molecule comprising or consisting of a nucleotide sequence hybridizing to the complementary strand of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, or a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, under stringent hybridization conditions.
Кроме того, предложена молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности, кодирующей белок, полученный из белка, кодируемого нуклеотидной последовательностью SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, или полученный из аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, путем замещения, делеции и/или добавления, по меньшей мере, одной аминокислоты.In addition, a nucleic acid molecule is provided containing or consisting of a nucleotide sequence encoding a protein derived from a protein encoded by the nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, or derived from the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3 , by substitution, deletion and/or addition of at least one amino acid.
Делеция, замещение или добавление аминокислоты (аминокислот) может быть осуществлено методом, известным в данной области техники. Мутагенез в нуклеотидной последовательности может быть вызван посредством известного метода, такого как, метод Кункеля, метод дуплексирования с гэпом или метод, подобный такому известному способу. Например, мутагенез может быть вызван с помощью использования набора для мутагенеза (например, Mutant-K или Mutant-G (название продуктов компании TAKARA Bio)), основанного на способе сайт-направленного мутагенеза, набора для проведения мутагенеза последовательностей in vitro LA PCR (название продукта компании TAKARA Bio) или тому подобных. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, способ мутагенеза может представлять собой способ, при котором используется химический мутаген, представленный EMS (этилметансульфонатом), 5-бромурацилом, 2-аминопурином, гидроксиламином, Н-метил-'Ы'-нитро-'Н- 7 047146 нитрозогуанидином или другим канцерогенным соединением, способ, содержащий лучевую обработку с использованием радиоактивных лучей, таких как, рентгеновские лучи, альфа-лучи, бета-лучи, гаммалучи или пучок ионов, или способ, содержащий обработку ультрафиолетом.Deletion, substitution or addition of amino acid(s) can be accomplished by a method known in the art. Mutagenesis in a nucleotide sequence can be caused by a known method such as the Kunkel method, the gap duplexing method, or a method similar to such a known method. For example, mutagenesis can be caused by using a mutagenesis kit (for example, Mutant-K or Mutant-G (product name of TAKARA Bio)) based on the site-directed mutagenesis method, LA PCR In Vitro Sequence Mutagenesis Kit (name product from TAKARA Bio) or the like. In an alternative embodiment of the present invention, the mutagenesis method may be a method that uses a chemical mutagen represented by EMS (ethyl methanesulfonate), 5-bromouracil, 2-aminopurine, hydroxylamine, H-methyl-'N'-nitro-'H-7 047146 nitrosoguanidine or other carcinogenic compound, a method comprising radiation treatment using radioactive rays such as X-rays, alpha rays, beta rays, gamma rays or an ion beam, or a method comprising ultraviolet treatment.
Когда аминокислотный остаток изменена, то аминокислота является, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, мутированной для другой аминокислоты (аминокислот), которая сохраняет свойства аминокислоты. Примерами свойств аминокислот являются: гидрофобные аминокислоты (A, I, L, M, F, P, W, Y и V), гидрофильные аминокислоты (R, D, N, С, Е, Q, G, Н, K, S и Т), аминокислоты, содержащие алифатические боковые цепи (G, А, V, L, I и Р), аминокислоты, содержащие гидроксильные группы в боковых цепях (S, Т и Y), аминокислоты, содержащие серосодержащие боковые цепи (С и М), аминокислоты, содержащие карбоновые кислоты и амиды в боковых цепях (D, N, Е и Q), аминокислоты, содержащие основные боковые цепи (R, K и Н), и аминокислоты, содержащие ароматические боковые цепи (Н, F, Y и W) (аминокислоты представлены однобуквенными кодами в скобках). Аминокислотные замещения внутри каждой группы называются консервативными замещениями. Консервативные замещения являются предпочтительными.When an amino acid residue is changed, the amino acid is, in a preferred embodiment of the present invention, mutated to another amino acid(s) that retains the properties of the amino acid. Examples of amino acid properties are: hydrophobic amino acids (A, I, L, M, F, P, W, Y and V), hydrophilic amino acids (R, D, N, C, E, Q, G, H, K, S and T), amino acids containing aliphatic side chains (G, A, V, L, I and P), amino acids containing hydroxyl groups in the side chains (S, T and Y), amino acids containing sulfur-containing side chains (C and M) , amino acids containing carboxylic acids and amides in side chains (D, N, E and Q), amino acids containing basic side chains (R, K and H), and amino acids containing aromatic side chains (H, F, Y and W ) (amino acids are represented by single-letter codes in parentheses). Amino acid substitutions within each group are called conservative substitutions. Conservative substitutions are preferred.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, молекула нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению кодирует полипептид, способный придавать (или повышать) устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом у растения, в котором экспрессируется полипептид.In a preferred embodiment of the present invention, the nucleic acid molecule of the present invention encodes a polypeptide capable of conferring (or increasing) resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus in a plant in which the polypeptide is expressed.
Кроме того, молекула нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению кодирует полипептид, который может быть не способен придавать устойчивость к заболеванию растений, вызываемому Helminthosporium turcicum рас 2 и/или 3 у растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - у растения вида Zea mays, в котором экспрессируется полипептид. Растение может показывать чувствительный ответ на инфицирование Helminthosporium turcicum рас 2 и/или 3.In addition, the nucleic acid molecule of the present invention encodes a polypeptide that may not be capable of conferring resistance to the plant disease caused by Helminthosporium turcicum race 2 and/or 3 in a plant, in a preferred embodiment of the present invention, in a plant of the species Zea mays, in which polypeptide is expressed. The plant may show a sensitive response to infection by Helminthosporium turcicum races 2 and/or 3.
Другим примером молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению может быть молекула нуклеиновой кислоты, которая содержит или состоит из нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 23, или молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 24.Another example of a nucleic acid molecule of the present invention may be a nucleic acid molecule that contains or consists of a nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 23, or a nucleic acid molecule that contains or consists of a nucleotide sequence encoding an amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 24.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, патогенный гриб принадлежит к отделу Ascomycota или Basidiomycota. Патогенный гриб может принадлежать к семейству Pleosporaceae, Pucciniaceae или Botryosphaeriaceae. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, патогенный гриб принадлежит к роду Setosphaeria, Bipolaris, Puccinia или Diplodia, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, это вид Helminthosporium turcicum, Setosphaeria rostrata, Setosphaeria glycinea, Setosphaeria holmii, Setosphaeria khartoumensis, Setosphaeria minor, Setosphaeria monoceras, Setosphaeria pedicellata, Setosphaeria prolata, Bipolaris australis, Bipolaris brizae, Bipolaris biich^s. Bipolaris cactivora, Bipolaris clavata, Bipolaris coicis, Bipolaris colocasiae, Bipolaris crotonis, Bipolaris crustacean, Bipolaris cylindrical, Bipolaris euchlaenae, Bipolaris halepensis, Bipolaris heveae, Bipolaris incurvata, Bipolaris indica, Bipolaris iridis, Bipolaris leersiae, Bipolaris micropus, Bipolaris miyakei, Bipolaris multiformis, Bipolaris nicotiae, Bipolaris novae-zelandiae, Bipolaris ovariicola, Bipolaris panici-miliacei, Bipolaris papendorfli, Bipolaris sacchari, Bipolaris salkadehensis, Bipolaris sorghicola, Bipolaris subpapendorfii, Bipolaris tropicalis, Bipolaris urochloae, Bipolaris zeae, Puccinia asparagi, Puccinia graminis, Puccinia horiana, Puccinia mariae-wilsoniae, Puccinia poarum, Puccinia psidii, Puccinia recondite, Puccinia sessilis, Puccinia sorghi, Puccinia striiformis, Puccinia triticina, Diplodia maydis, Diplodia seriata или Stenocarpella (Diplodia) macrospora, в самом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, это Helminthosporium turcicum, Puccinia sorghi, Diplodia macrospora или Bipolaris maydis.In one embodiment of the present invention, the pathogenic fungus belongs to the phylum Ascomycota or Basidiomycota. The pathogenic fungus may belong to the family Pleosporaceae, Pucciniaceae or Botryosphaeriaceae. In a preferred embodiment of the present invention, the pathogenic fungus belongs to the genus Setosphaeria, Bipolaris, Puccinia or Diplodia, in a more preferred embodiment of the present invention, it is the species Helminthosporium turcicum, Setosphaeria rostrata, Setosphaeria glycinea, Setosphaeria holmii, Setosphaeria khartoumensis, Setosphaeria minor, Setosphaeria monoceras , Setosphaeria pedicellata, Setosphaeria prolata, Bipolaris australis, Bipolaris brizae, Bipolaris biich^s. Bipolaris cactivora, Bipolaris clavata, Bipolaris coicis, Bipolaris colocasiae, Bipolaris crotonis, Bipolaris crustacean, Bipolaris cylindrical, Bipolaris euchlaenae, Bipolaris halepensis, Bipolaris heveae, Bipolaris incurvata, Bipolaris indica, Bipolaris iridis, Bipolaris leersiae, polaris micropus, Bipolaris miyakei, Bipolaris multiformis , Bipolaris nicotiae, Bipolaris novae-zelandiae, Bipolaris ovariicola, Bipolaris panici-miliacei, Bipolaris papendorfli, Bipolaris sacchari, Bipolaris salkadehensis, Bipolaris sorghicola, Bipolaris subpapendorfii, Bipolaris tropicalis, Bipolaris urochloae, Bipolaris zeae, asparagi, Puccinia graminis, Puccinia horiana, Puccinia mariae-wilsoniae, Puccinia poarum, Puccinia psidii, Puccinia recondite, Puccinia sessilis, Puccinia sorghi, Puccinia striiformis, Puccinia triticina, Diplodia maydis, Diplodia seriata or Stenocarpella (Diplodia) macrospora, in the most preferred embodiment of the present invention, is Helminthosporium turcicum, Puccinia sorghi, Diplodia macrospora or Bipolaris maydis.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, заболевание растений представляет собой грибковое заболевание. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, заболевание растений выбрано из группы, состоящей из Северного гельминтоспориоза листьев кукурузы (вызванного Helminthosporium turcicum), Южного гельминтоспориоза листьев кукурузы (вызванного Bipolaris maydis), Бурой ржавчины (вызванной Puccinia sorghi) и Диплодиоза (полосатость листьев) (вызванного Diplodia macrospora, также называемого Stenocarpella macrospora). В самом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, заболевание растений представляет собой Северный гельминтоспориоз листьев кукурузы (NCLB).In one embodiment of the present invention, the plant disease is a fungal disease. In a preferred embodiment of the present invention, the plant disease is selected from the group consisting of Northern corn leaf blight (caused by Helminthosporium turcicum), Southern corn leaf blight (caused by Bipolaris maydis), Leaf rust (caused by Puccinia sorghi) and Diplodia (caused by Diplodia macrospora, also called Stenocarpella macrospora). In the most preferred embodiment of the present invention, the plant disease is Northern Corn Leaf Blight (NCLB).
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, молекула нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению кодирует полипептид, способный придавать растению (или повышать у растения) устойчивость к Северному гельминтоспориозу листьев кукурузы (NCLB), то есть, устойчивость к Helminthosporium turcicum, в частности, устойчивость к Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, или устойчивость к Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N.In a preferred embodiment of the present invention, the nucleic acid molecule of the present invention encodes a polypeptide capable of conferring (or increasing in a plant) resistance to northern corn leaf blight (NCLB), that is, resistance to Helminthosporium turcicum, in particular resistance to Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, or resistance to Helminthosporium turcicum races 0, 1 and/or N.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, растение представляет собой Hordeum vulgare, Hordeum bulbusom, Sorghum bicolor, Saccharum officinarium, Zea mays, Setaria italica, Oryza minuta, Oriza sativa, Oryza australiensis, Oryza alta, Triticum aestivum, Triticum durum, Secale cereale, Triticale, Malus domestica, Brachypodium distachyon, Hordeum marinum, Aegilops tauschii, Daucus glochidiatus,In one embodiment of the present invention, the plant is Hordeum vulgare, Hordeum bulbusom, Sorghum bicolor, Saccharum officinarium, Zea mays, Setaria italica, Oryza minuta, Oriza sativa, Oryza australiensis, Oryza alta, Triticum aestivum, Triticum durum, Secale cereale, Triticale , Malus domestica, Brachypodium distachyon, Hordeum marinum, Aegilops tauschii, Daucus glochidiatus,
- 8 047146- 8 047146
Beta vulgaris, Daucus pusillus, Daucus muricatus, Daucus carota, Eucalyptus grandis, Nicotiana sylvestris, Nicotiana tomentosiformis, Nicotiana tabacum, Nicotiana benthamiana, Solarium lycopersicum, Solarium tuberosum, Coffea canephora, Vitis vinifera, Erythrante guttata, Genlisea aurea, Cucumis sativus, Morus notabilis, Arabidopsis arenosa, Arabidopsis lyrata, Arabidopsis thaliana, Crucihimalaya himalaica, Crucihimalaya wallichii, Cardamine flexuosa, Lepidium virginicum, Capsella bursa pastoris, Olmarabidopsis pumila, Arabis hirsute, Brassica napus, Brassica oleracea, Brassica rapa, Raphanus sativus, Brassica juncacea, Brassica nigra, Eruca vesicaria subsp. sativa, Citrus sinensis, Jatropha curcas,Populus trichocarpa, Medicago truncatula, Cicer yamashitae, Cicer bijugum, Cicer arietinum, Cicer reticulatum, Cicer judaicum, Cajanus cajanifolius, Cajanus scarabaeoides, Phaseolus vulgaris, Glycine max, Gossypium sp., Astragalus sinicus, Lotus japonicas, Torenia fournieri, Allium сера, Allium fistulosum, Allium sativum, Helianthus annuus, Helianthus tuberosus и Allium tuberosum, или любой сорт или подвид, принадлежащий к одному из вышеупомянутых растений, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Hordeum vulgare, Hordeum bulbusom, Sorghum bicolor, Zea mays, Setaria italica, Oryza minuta, Oriza sativa, Oryza australiensis, Oryza alta, Triticum aestivum, Triticum durum, Secale cereale, Triticale, Hordeum marinum, Aegilops tauschii, или любой сорт или подвид, принадлежащий к одному из вышеупомянутых растений, или в самом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Hordeum vulgare, Sorghum bicolor, Zea mays, Triticum aestivum, Secale cereale, или любой сорт или подвид, принадлежащий к одному из вышеупомянутых растений.Beta vulgaris, Daucus pusillus, Daucus muricatus, Daucus carota, Eucalyptus grandis, Nicotiana sylvestris, Nicotiana tomentosiformis, Nicotiana tabacum, Nicotiana benthamiana, Solarium lycopersicum, Solarium tuberosum, Coffea canephora, Vitis vinifera, Erythrante guttata, Genlisea aurea , Cucumis sativus, Morus notabilis , Arabidopsis arenosa, Arabidopsis lyrata, Arabidopsis thaliana, Crucihimalaya himalaica, Crucihimalaya wallichii, Cardamine flexuosa, Lepidium virginicum, Capsella bursa pastoris, Olmarabidopsis pumila, Arabis hirsute, Brassica napus, Brassica oleracea, Brassica rapa, Raphanus sativus, Brassica juncacea Brassica nigra Eruca vesicaria subsp. sativa, Citrus sinensis, Jatropha curcas, Populus trichocarpa, Medicago truncatula, Cicer yamashitae, Cicer bijugum, Cicer arietinum, Cicer reticulatum, Cicer judaicum, Cajanus cajanifolius, Cajanus scarabaeoides, Phaseolus vulgaris, Glycine max, Gossypium sp., Astragalus sinicus, Lotus s , Torenia fournieri, Allium sulfur, Allium fistulosum, Allium sativum, Helianthus annuus, Helianthus tuberosus and Allium tuberosum, or any variety or subspecies belonging to one of the above plants, in a more preferred embodiment of the present invention - Hordeum vulgare, Hordeum bulbusom, Sorghum bicolor, Zea mays, Setaria italica, Oryza minuta, Oriza sativa, Oryza australiensis, Oryza alta, Triticum aestivum, Triticum durum, Secale cereale, Triticale, Hordeum marinum, Aegilops tauschii, or any variety or subspecies belonging to one of the above-mentioned plants, or in the most preferred embodiment of the present invention, Hordeum vulgare, Sorghum bicolor, Zea mays, Triticum aestivum, Secale cereale, or any variety or subspecies belonging to one of the above plants.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, растение по настоящему изобретению представляет собой Zea mays.In a preferred embodiment of the present invention, the plant of the present invention is Zea mays.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, молекула нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению кодирует полипептид, который представляет собой рецепторподобные киназы 1 (WAK RLK1), ассоциированные со стенкой, или функционально принадлежит к семейству рецептор-подобных киназ 1, ассоциированных со стенкой.In a preferred embodiment of the present invention, the nucleic acid molecule of the present invention encodes a polypeptide that is wall-associated receptor-like kinase 1 (WAK RLK1), or functionally belongs to the wall-associated receptor-like kinase 1 family.
В другом аспекте, предложен вектор, содержащий молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению. Вектор может представлять собой плазмиду, космиду, бактериофаг или экспрессионный вектор, вектор для трансформации, бифункциональный вектор или клонирующий вектор, он может быть двухцепочечным или одноцепочечным, линейным или кольцевым, или он может представлять собой прокариотического или эукариотического хозяина, в геном которого он внесен либо посредством интеграции, либо посредством трансформации экстрахромосомно.In another aspect, a vector is provided containing a nucleic acid molecule of the present invention. The vector may be a plasmid, cosmid, bacteriophage or expression vector, transformation vector, bifunctional vector or cloning vector, it may be double-stranded or single-stranded, linear or circular, or it may be a prokaryotic or eukaryotic host into whose genome it is introduced either through integration, or through extrachromosomal transformation.
Также предложена экспрессионная кассета, содержащая молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению.Also provided is an expression cassette containing a nucleic acid molecule of the present invention.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, в векторе или экспрессионной кассете, нуклеотидная последовательность по настоящему изобретению функционально сцеплена с регуляторным элементом, обеспечивающим экспрессию нуклеотидной последовательности в растительной клетке. Растительная клетка может быть подвержена инфицированию патогенным грибом или быть инфицированной патогенным грибом. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, растительная клетка расположена в листе или в ткани листа. Регуляторный элемент может представлять собой промотор (нативный, синтетический, основной промотор или химерный промотор), терминатор, энхансер или цис-действующий элемент. Кроме того, регуляторный элемент может быть гетерологичным по отношению к нуклеотидной последовательности, функционально сцепленной с регуляторным элементом.In one embodiment of the present invention, in a vector or expression cassette, a nucleotide sequence of the present invention is operably linked to a regulatory element that causes the nucleotide sequence to be expressed in a plant cell. A plant cell may be susceptible to infection by a pathogenic fungus or be infected by a pathogenic fungus. In a preferred embodiment of the present invention, the plant cell is located in a leaf or leaf tissue. The regulatory element may be a promoter (native, synthetic, core promoter, or chimeric promoter), terminator, enhancer, or cis-acting element. In addition, the regulatory element may be heterologous to a nucleotide sequence operably linked to the regulatory element.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, молекула нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению функционально сцеплена в экспрессионном векторе по меньшей мере с одной регуляторной последовательностью, которая обеспечивает осуществление транскрипции и необязательную экспрессию в прокариотической или эукариотической клетке-хозяине. В качестве примера, нуклеотидная последовательность может находиться под контролем подходящего промотора или терминатора. Подходящие промоторы могут представлять собой промоторы, которые являются конститутивно индуцированными (см., например, промотор 35S из вируса мозаики цветной капусты (Оделл Дж.Т., Нэги Ф., Чуа Н.Х. (1985) Идентификация последовательностей ДНК, необходимых для активности промотора 35S вируса мозаики цветной капусты. Nature 313, 810-812, 1985); другие примеры - Актиновый промотор Oryza sativa (SEQ ID NO: 43) или промотор EF1 Brachypodium distachyon (SEQ ID NO: 44). Особенно подходящими промоторами являются такие промоторы, которые являются патогениндуцируемыми (см., например, промотор PR1 из петрушки (Раштон П.Дж., Торрес Дж.Т., Парниске М., Вернерт П., Халброк К. и Сомссич И.Е. (1996) Взаимодействие элиситор-индуцированных ДНКсвязывающих белков с элементами ответа элиситора в промоторах генов петрушки PR1. EMBO J. 15(20): 5690-5700). Особенно подходящими патоген-индуцируемыми промоторами являются синтетические или химерные промоторы, которые не встречаются в природе, которые состоят из нескольких элементов, а также содержат минимальный промотор, и выше минимального промотора у них имеется, по меньшей мере, один цис-регуляторный элемент, который действует в качестве сайта связывания для специфичных факторов транскрипции. Химерные промоторы являются специально сконструированными и индуцированными различными факторами или повторно примированными. Примеры таких промоторов можно найти в документах WO 2000/29592 и WO 2007/147395. Примером подходящего терминатора являетсяIn a preferred embodiment of the present invention, the nucleic acid molecule of the present invention is operably linked in an expression vector to at least one regulatory sequence that allows transcription and optional expression in a prokaryotic or eukaryotic host cell. By way of example, the nucleotide sequence may be under the control of a suitable promoter or terminator. Suitable promoters may be promoters that are constitutively induced (see, for example, the 35S promoter from cauliflower mosaic virus (Odell JT, Nagy F, Chua NH (1985) Identification of DNA sequences required for activity cauliflower mosaic virus 35S promoter. Nature 313, 810-812, 1985); other examples are the Oryza sativa actin promoter (SEQ ID NO: 43) or the Brachypodium distachyon EF1 promoter (SEQ ID NO: 44). , which are pathogen-inducible (see, for example, the PR1 promoter from parsley (Rushton P.J., Torres J.T., Parniske M., Wernert P., Halbrock K. and Somsich I.E. (1996) Elicitor- induced DNA-binding proteins with elicitor response elements in parsley PR1 gene promoters EMBO J. 15(20): 5690-5700). Particularly suitable pathogen-inducible promoters are synthetic or chimeric promoters that do not occur in nature, which consist of several elements, and also contain a minimal promoter, and upstream of the minimal promoter they have at least one cis-regulatory element that acts as a binding site for specific transcription factors. Chimeric promoters are specially designed and induced by various factors or re-primed. Examples of such promoters can be found in WO 2000/29592 and WO 2007/147395. An example of a suitable terminator is
- 9 047146 терминатор нопалин-синтазы (Депикер А., Штахель С, Дхезе П., Замбриски П., Гудмен Х.М. (1982) Нопалин-синтаза: картирование транскрипта и последовательности ДНК. J Mol Appl Genet. 1(6): 561-73).- 9 047146 nopaline synthase terminator (Depicker A, Stahel S, Dheze P, Zambriski P, Goodman HM (1982) Nopaline synthase: mapping the transcript and DNA sequence. J Mol Appl Genet. 1(6) : 561-73).
Также предложена клетка-хозяин, содержащая молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению или вектор по настоящему изобретению, или экспрессионную кассету по настоящему изобретению.Also provided is a host cell containing a nucleic acid molecule of the present invention or a vector of the present invention or an expression cassette of the present invention.
Вектор или экспрессионная кассета может, например, быть введен в клетку-хозяина посредством конъюгации, мобилизации, биолистической трансформации, Agrobacterium-опосредованной трансформации, трансфекции, трансдукции, вакуумной инфильтрации или электропорации. Способы этого типа, а также способы получения описанных векторов известны специалисту в данной области техники (Сэмбрук и др., Молекулярное клонирование, Cold Spring Harbor Laboratory, 3-е издание, 2001).The vector or expression cassette may, for example, be introduced into a host cell by conjugation, mobilization, biolistic transformation, Agrobacterium-mediated transformation, transfection, transduction, vacuum infiltration, or electroporation. Methods of this type, as well as methods for preparing the described vectors, are known to one skilled in the art (Sambrook et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory, 3rd edition, 2001).
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, клетка-хозяин может представлять собой прокариотическую клетку (например, бактериальную клетку). В одном варианте осуществления настоящего изобретения, клетка-хозяин может представлять собой эукариотическую клетку (например, растительную клетку или дрожжевую клетку). Особенно предпочтительными бактериальными клеткамихозяевами являются Agrobacterium tumefaciens, A. rhizogenes и Е. coll.In one embodiment of the present invention, the host cell may be a prokaryotic cell (eg, a bacterial cell). In one embodiment of the present invention, the host cell may be a eukaryotic cell (eg, a plant cell or yeast cell). Particularly preferred bacterial host cells are Agrobacterium tumefaciens, A. rhizogenes and E. coll.
В другом аспекте, предложен белок, кодируемый молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению.In another aspect, a protein encoded by a nucleic acid molecule of the present invention is provided.
В еще одном аспекте, предложено растение, содержащее молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, вектор по настоящему изобретению, экспрессионную кассету по настоящему изобретению или белок по настоящему изобретению. Растение может представлять собой трансгенное растение или генетически отредактированное растение. Также предложены: часть растения по настоящему изобретению, растительная клетка растения по настоящему изобретению и семя растения по настоящему изобретению, при этом, семя содержит молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению трансгенно или эндогенно, вектор по настоящему изобретению, экспрессионную кассету по настоящему изобретению или полипептид по настоящему изобретению.In another aspect, a plant is provided comprising a nucleic acid molecule of the present invention, a vector of the present invention, an expression cassette of the present invention, or a protein of the present invention. The plant may be a transgenic plant or a genetically edited plant. Also provided are: a plant part of the present invention, a plant cell of a plant of the present invention, and a seed of a plant of the present invention, wherein the seed contains a nucleic acid molecule of the present invention transgenically or endogenously, a vector of the present invention, an expression cassette of the present invention, or a polypeptide of the present invention. the present invention.
Из документа WO 2015/032494, в котором исследованы и использованы линии интрогрессии с Htnl из Pepitilla; известно, что этот локус устойчивости тесно сцеплен с геномными областями, несущими сцепленный груз, что приводят к отрицательным эффектам по одному или нескольким агрономическим признакам. Первое исследование фланкирующей области НТ2 показало, что этот или аналогичный сцепленный груз присутствует не только у донора Pepitilla для интрогрессии HtN1, но также и у других доноров для такого локуса устойчивости к Helminthosporium, как А619. В частности, сцепленный груз, как часть интрогрессии НТ2, может влиять на разницу во времени цветения, что является важной агрономической характеристикой. Это может непосредственно и существенным образом влиять на потенциальный урожай растения Zea mays. Задержка времени цветения обычно приводит к снижению урожайности. Кроме того, сцепленный груз, влияющий на потенциал урожайности, в частности, потенциал урожайности силоса, может оказаться на дистальном и/или проксимальном расстоянии от локуса устойчивости к Helminthosporium у 8,06 пар оснований у Zea mays. Фланкирующие области, тесно сцепленные с этим локусом устойчивости, могут быть носителями известного сцепленного груза, однако эти области могут быть ограничены интервалом, расположенным между аллелями маркера SYN14136 и маркера МА0021, и/или интервалом, расположенным между аллелями маркера МА0022 и маркера SYN4196 (Фиг. 6). Таким образом, растение по настоящему изобретению может представлять собой растение вида Zea mays, эндогенно содержащее молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, при этом, фланкирующие области в геноме не содержат интервал, полученный из А619НТ2 или А619НТ3, расположенный между аллелями маркера SYN14136 и маркера МА0021, или интервал, полученный из А619НТ2 или А619НТ3, расположенный между аллелями маркера МА0022 и маркера SYN4196. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, растение представляет собой растение вида Zea mays, эндогенно содержащее молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, при этом, фланкирующие области в геноме не содержат интервал, полученный из А619НТ2 или А619НТ3, расположенный между аллелями маркера SYN14136 и маркера PZE108077560, или интервал, полученный из А619НТ2 или А619НТ3, расположенный между аллелями маркера PZE108093423 и маркера МА0021, или интервал, полученный из А619НТ2 или А619НТ3, расположенный между аллелями маркера МА0022 и маркера SYN4196.From WO 2015/032494, which examined and used introgression lines with Htnl from Pepitilla; This resistance locus is known to be closely linked to genomic regions carrying linkage loads that lead to negative effects on one or more agronomic traits. The first study of the flanking region of HT2 showed that this or similar linked cargo is present not only in the Pepitilla donor for HtN1 introgression, but also in other donors for the Helminthosporium resistance locus A619. In particular, linkage cargo, as part of HT2 introgression, may influence differences in flowering time, an important agronomic trait. This can directly and significantly affect the yield potential of the Zea mays plant. Delaying flowering time usually results in reduced yield. In addition, linkage cargo affecting yield potential, particularly silage yield potential, may be distal and/or proximal to the Helminthosporium resistance locus at 8.06 bp in Zea mays. Flanking regions closely linked to this resistance locus may carry known linked cargo, but these regions may be limited by the interval located between the alleles of the SYN14136 marker and the MA0021 marker, and/or the interval located between the alleles of the MA0022 marker and the SYN4196 marker (Fig. 6). Thus, the plant of the present invention may be a plant of the Zea mays species endogenously containing a nucleic acid molecule of the present invention, wherein the flanking regions in the genome do not contain the interval derived from A619HT2 or A619HT3 located between the alleles of the SYN14136 marker and the MA0021 marker, or an interval derived from A619HT2 or A619HT3 located between the alleles of the MA0022 marker and the SYN4196 marker. In a preferred embodiment of the present invention, the plant is a plant of the species Zea mays endogenously containing a nucleic acid molecule of the present invention, wherein the flanking regions in the genome do not contain an interval derived from A619HT2 or A619HT3 located between the alleles of the marker SYN14136 and the marker PZE108077560, or an interval derived from A619HT2 or A619HT3 located between the alleles of marker PZE108093423 and marker MA0021, or an interval derived from A619HT2 or A619HT3 located between alleles of marker MA0022 and marker SYN4196.
- 10 047146- 10 047146
Таблица 2table 2
Последовательности праймеров маркеров KASP и их передача донорским аллелям (аллель X и аллель Y: описывают биаллельные значения SNP)Primer sequences of KASP markers and their transfer to donor alleles (X allele and Y allele: describe biallelic SNP values)
Например, удаление сцепленного груза может быть осуществлено путем генетической рекомбинации во время процесса скрещивания между двумя растениями кукурузы, при этом, одно родительское растение кукурузы несет локус устойчивости НТ2. В дополнение к использованию традиционных методов селекции, для получения генетической рекомбинации, в результате которой происходит замена по меньшей мере одного из донорских интервалов с помощью указанного выше сцепленного груза на геномные последовательности рекуррентного родителя, которые, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, не содержат нежелательных генов, современная биотехнология предлагает специалисту в данной области техники множество инструментов, которые могут позволить осуществить точную генную инженерию. Примерами известных инструментов являются мегануклеазы (Силва и др., 2011), хоуминг-эндонуклеазы (Шевалье 2002), цинк-пальцевые нуклеазы, нуклеазы TALE (WO 2010/079430; WO 2011/072246) или системы CRISPR (Гай и др., 2013). Это - белки слияния искусственных нуклеаз, которые способны расщеплять двухцепочечные молекулы нуклеиновой кислоты, такие как, ДНК растения, и, таким образом, производить двухцепочечные разрывы в желаемых положениях в геноме. Используя собственные клеточные механизмы для репарации индуцированных двухцепочечных разрывов, можно осуществить гомологичную рекомбинацию или негомологичное соединение концов, что может привести к удалению интервалов сцепленного груза, несущего донора. Подходящие последовательности-мишени в геноме для распознавания доменных нуклеаз могут быть взяты, например, из информации о последовательностях маркеров SNP (Табл. 2). Однако специалист в данной области техники также способен идентифицировать другие последовательности, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - в пределах определенных фланкирующих областей, описанных выше, которые подходят в качестве последовательностей-мишеней для доменов распознавания нуклеаз.For example, removal of concatenated cargo can be accomplished by genetic recombination during the crossing process between two maize plants, with one parent maize plant carrying the HT2 resistance locus. In addition to the use of traditional selection methods, to obtain genetic recombination, which results in the replacement of at least one of the donor intervals using the above linked cargo with genomic sequences of the recurrent parent, which, in a preferred embodiment of the present invention, do not contain unwanted genes , modern biotechnology offers the skilled person a variety of tools that can enable precision genetic engineering. Examples of known tools are meganucleases (Silva et al. 2011), homing endonucleases (Chevalier 2002), zinc finger nucleases, TALE nucleases (WO 2010/079430; WO 2011/072246) or CRISPR systems (Guy et al. 2013 ). These are artificial nuclease fusion proteins that are capable of cleaving double-stranded nucleic acid molecules, such as plant DNA, and thus producing double-strand breaks at desired positions in the genome. By using the cell's own machinery to repair induced double-strand breaks, homologous recombination or nonhomologous end joining can occur, which can lead to the removal of intervals of linked donor-carrying cargo. Suitable target sequences in the genome for domain nuclease recognition can be taken, for example, from SNP marker sequence information (Table 2). However, one skilled in the art will also be able to identify other sequences, in a preferred embodiment of the present invention, within certain flanking regions described above that are suitable as target sequences for nuclease recognition domains.
В другом аспекте, предложено генетически отредактированное или трансгенное растение, содержащее молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, вектор по настоящему изобретению или экспрессионную кассету по настоящему изобретению. Молекула нуклеиновой кислоты может представлять собой трансгенный или модифицированный/отредактированный эндогенный ген. Промотор может быть функционально сцеплен с молекулой нуклеиновой кислоты или нуклеотидной последовательностью для экспрессии.In another aspect, a genetically edited or transgenic plant is provided comprising a nucleic acid molecule of the present invention, a vector of the present invention, or an expression cassette of the present invention. The nucleic acid molecule may be a transgenic or a modified/edited endogenous gene. A promoter may be operably linked to a nucleic acid molecule or nucleotide sequence for expression.
Также предложена часть или семя растения по настоящему изобретению, содержащее молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, вектор по настоящему изобретению или экспрессионную кассету по настоящему изобретению, при этом, семя содержит молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, вектор по настоящему изобретению, экспрессионную кассету по настоящему изобретению. Молекула нуклеиновой кислоты может представлять собой трансгенный или модифицированный/отредактированный эндогенный ген.Also provided is a part or seed of a plant of the present invention, containing a nucleic acid molecule of the present invention, a vector of the present invention, or an expression cassette of the present invention, wherein the seed contains a nucleic acid molecule of the present invention, a vector of the present invention, an expression cassette of the present invention invention. The nucleic acid molecule may be a transgenic or a modified/edited endogenous gene.
Согласно другому аспекту, предложен способ идентификации или выбора растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - растения вида Zea mays, обладающего повышенной устойчивостью к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N,According to another aspect, a method is provided for identifying or selecting a plant, in a preferred embodiment of the present invention, a plant of the species Zea mays, having increased resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention, Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum races 0, 1 and/or N,
- 11 047146 или его части, клетки или семени, содержащий следующие этапы: (а) определение в растении или его части, клетке или семени (или в образце растения, или его части, клетки или семени), присутствия молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, как описано выше, или нуклеотидной последовательности, выбранной из группы, состоящей из: (i) нуклеотидной последовательности, имеющей, по меньшей мере, 60%-ную, 65%-ную, 70%-ную, 75%-ную, 80%-ную, 85%-ную, 90%-ную, 92%-ную, 94%ную, 96%-ную, 98%-ную, 99%-ную или 99,5%-ную идентичность с нуклеотидной последовательностью, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине, (ii) нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, имеющую по меньшей мере 60%-ную, 65%-ную, 70%-ную, 75%-ную, 80%ную, 85%-ную, 90%-ную, 92%-ную, 94%-ную, 96%-ную, 98%-ную, 99%-ную или 99,5%-ную идентичность с аминокислотной последовательностью, представленной в SEQ ID NO: 3, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине, (iii) нуклеотидной последовательности, имеющей, по меньшей мере, 85%-ную, 90%-ную, 92%-ную, 94%-ную, 96%-ную, 98%-ную, 99%-ную или 99,5%-ную идентичность с положениями нуклеотидов 1-920 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2 (экзон 1; SEQ ID NO: 6), в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине, и/или имеющей, по меньшей мере, 60%-ную, 65%-ную, 70%-ную, 75%-ную, 80%-ную, 85%-ную, 90%-ную, 92%-ную, 94%-ную, 96%-ную, 98%-ную, 99%-ную или 99,5%-ную идентичность с положениями нуклеотидов 23252-23288 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1 (экзон 2; SEQ ID NO: 7), или с положениями нуклеотидов 921-957 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 2 (экзон 2; SEQ ID NO: 7), в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине, и/или имеющей по меньшей мере 98%-ную, 98,5%-ную, 99%-ную, 99.5%-ную, 23586-24632%-ную, 85%-ную, 90%-ную, 92%-ную, 94%-ную, 96%-ную, 98%-ную, 99%-ную или 99,5%-ную идентичность с положениями нуклеотидов 23252-23288 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1 (экзон 3; SEQ ID NO: 8), или с положениями нуклеотидов 958-2004 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 2 (экзон 3; SEQ ID NO: 8), в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине, (iv) нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, имеющую по меньшей мере 75%-ную, 80%-ную, 85%-ную, 90%-ную, 92%-ную, 94%-ную, 96%-ную, 98%-ную, 99%-ную или 99,5%-ную идентичность с положениями 1-306 аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине, и/или имеющей, по меньшей мере, 60%-ную, 65%-ную, 70%-ную, 75%-ную, 80%-ную, 85%-ную, 90%-ную, 92%-ную, 94%-ную, 96%-ную, 98%-ную, 99%-ную или 99,5%ную идентичность с положениями 307-319 аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине, и/или имеющей по меньшей мере 98%-ную, 98,5%-ную, 99%-ную или 99,5%-ную идентичность с положениями 320-668 аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине, при этом, молекула нуклеиновой кислоты по любому из пунктов (i)-(iv) кодирует полипептид, способный придавать или повышать устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N, у растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - у растения вида Zea mays, в котором экспрессируется полипептид, и, при этом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, молекула нуклеиновой кислоты по любому из пунктов (i)-(iv) кодирует полипептид, который является или функционально принадлежит к семейству рецептор-подобных киназ 1 (WAK RLK1), ассоциированных со стенкой; или определение в растении, или его части, клетке или семени (или в образце растения, или его части, клетке или семени) присутствия полипептида, кодируемого молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, как описано выше, или нуклеотидной последовательности по любому из пунктов (i)-(iv), и (b) идентификацию или выбор растения, в котором или в части, клетке или семени которого присутствует молекула нуклеиновой кислоты, как определено в пункте (а), как обладающая устойчивостью или повышенной устойчивостью к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N.- 11 047146 or part, cell or seed thereof, comprising the following steps: (a) determining in a plant or part thereof, cell or seed (or in a sample of a plant or part thereof, cell or seed) the presence of a nucleic acid molecule of the present invention as described above, or a nucleotide sequence selected from the group consisting of: (i) a nucleotide sequence having at least 60%, 65%, 70%, 75%, 80% -th, 85%, 90%, 92%, 94%, 96%, 98%, 99% or 99.5% identity with the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, in a preferred embodiment of the present invention, the entire length of, (ii) a nucleotide sequence encoding an amino acid sequence having at least 60%, 65%, 70% new, 75%, 80%, 85%, 90%, 92%, 94%, 96%, 98%, 99% or 99.5% - identity with the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, in the preferred embodiment of the present invention - along the entire length, (iii) nucleotide sequence having at least 85%, 90%, 92% 94%, 96%, 98%, 99%, or 99.5% identity to nucleotide positions 1-920 of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO : 2 (exon 1; SEQ ID NO: 6), in a preferred embodiment of the present invention - along the entire length, and/or having at least 60%, 65%, 70%, 75%, 80% new, 85%, 90%, 92%, 94%, 96%, 98%, 99% or 99.5% identity with nucleotide positions 23252-23288 the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1 (exon 2; SEQ ID NO: 7), or with nucleotide positions 921-957 of the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 2 (exon 2; SEQ ID NO: 7), in in a preferred embodiment of the present invention - along the entire length, and/or having at least 98%, 98.5%, 99%, 99.5%, 23586-24632%, 85% 90%, 92%, 94%, 96%, 98%, 99%, or 99.5% identity to nucleotide positions 23252-23288 of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 (exon 3; SEQ ID NO: 8), or with nucleotide positions 958-2004 of the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 2 (exon 3; SEQ ID NO: 8), in a preferred embodiment of the present invention, the entire length of, (iv) a nucleotide sequence encoding an amino acid sequence having at least 75%, 80%, 85%, 90% 92%, 94%, 96%, 98%, 99% or 99.5% identity with positions 1-306 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3, in a preferred embodiment of the present invention - along the entire length, and/or having at least 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 92%, 94%, 96%, 98%, 99%, or 99.5% identity to positions 307-319 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3, in a preferred embodiment of the present invention - along the entire length, and/or having at least 98%, 98.5%, 99% or 99.5% identity with amino acid positions 320-668 the sequence presented in SEQ ID NO: 3, in a preferred embodiment of the present invention - along its entire length, wherein the nucleic acid molecule according to any one of paragraphs (i) to (iv) encodes a polypeptide capable of conferring or increasing resistance to a plant disease, caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum race 0, 1 and/or N, in a plant, in a preferred embodiment of the present invention - in a plant of the species Zea mays, in which a polypeptide is expressed, and wherein, in a preferred embodiment of the present invention, the nucleic acid molecule of any one of clauses (i) to (iv) encodes a polypeptide that is or functionally belongs to the receptor-like kinase 1 (WAK RLK1) family , associated with the wall; or determining in a plant, or a part, cell or seed thereof (or in a sample of a plant, or a part, cell or seed thereof) the presence of a polypeptide encoded by a nucleic acid molecule of the present invention as described above, or a nucleotide sequence according to any of paragraphs (i )-(iv), and (b) identifying or selecting a plant in which, or in a part, cell or seed of which, a nucleic acid molecule as defined in paragraph (a) is present as having resistance or increased resistance to the plant disease caused by the pathogen fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum race 0, 1 and/or N.
Способ может содержать дополнительный этап получения образца нуклеиновой кислоты из растения или его части, клетки, или семени и определения последовательности в образце. Например, этап получения образца нуклеиновой кислоты из растения или его части, или семени может быть осуществлен до этапа определения (а).The method may include the additional step of obtaining a sample of nucleic acid from a plant or part thereof, a cell, or a seed and determining the sequence in the sample. For example, the step of obtaining a nucleic acid sample from a plant or part thereof, or seed may be carried out prior to determination step (a).
Определение нуклеотидной последовательности может быть осуществлено способом гибридизации с использованием олигонуклеотидного зонда. Условия гибридизации могут быть подобраны соответствующим образом в зависимости от таких факторов, как значение Tm используемого зонда и содержание CG в ДНКмишени. Известные способы гибридизации описаны, например, в работе Сэмбрук и др., 2001.Determination of the nucleotide sequence can be carried out by hybridization using an oligonucleotide probe. Hybridization conditions can be adjusted accordingly depending on factors such as the Tm value of the probe used and the CG content of the target DNA. Known hybridization methods are described, for example, in Sambrook et al., 2001.
- 12 047146- 12 047146
В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, определение гена может быть осуществлено посредством способа амплификации ДНК, такого как, PCR, с использованием соответствующих праймеров. Когда определение осуществляется способом PCR, то условия PCR могут быть соответствующим образом выбраны, в зависимости от таких факторов, как значение Tm используемого праймера и длина амплифицируемой области, подлежащей определению. Определение может быть осуществлено путем амплификации мишени посредством PCR и подтверждения присутствия или отсутствия PCR-амплифицированного продукта. Способ подтверждения присутствия или отсутствия продукта амплификации не особенно ограничен. Например, продукт амплификации может быть подтвержден путем подвергания электрофорезу в агарозном геле реакционной смеси для амплификации нуклеиновой кислоты; затем, путем окрашивания геля соответствующим реагентом для окрашивания нуклеиновых кислот, таким как, бромидистый этидий, SYBER Green I и т.п.; и путем определения присутствия или отсутствия полос, возникающих в результате облучения ультрафиолетовыми лучами. Полосы могут быть определены визуальным наблюдением, или они могут быть определены посредством использования, например, флуоресцентного анализатора изображения или тому подобного.In an alternative embodiment of the present invention, detection of the gene can be accomplished by a DNA amplification method, such as PCR, using appropriate primers. When the determination is carried out by PCR, the PCR conditions can be appropriately selected depending on factors such as the Tm value of the primer used and the length of the amplified region to be determined. Determination can be accomplished by amplifying the target by PCR and confirming the presence or absence of the PCR-amplified product. The method for confirming the presence or absence of an amplification product is not particularly limited. For example, the amplification product can be confirmed by subjecting the nucleic acid amplification reaction mixture to agarose gel electrophoresis; then, by staining the gel with an appropriate nucleic acid staining reagent such as ethidium bromide, SYBER Green I, etc.; and by determining the presence or absence of streaks resulting from irradiation with ultraviolet rays. The bands can be determined by visual observation, or they can be determined by using, for example, a fluorescence image analyzer or the like.
Также предложен способ или метод идентификации растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - растения вида Zea mays, имеющего повышенную устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N, или части, имеющей повышенную устойчивость к заболеванию растений, вызываемому Helminthosporium turcicum, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N, и она содержит молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению эндогенно, его клетку или семя, способ или метод, содержащий определение в аллелях растения, по меньшей мере, двух маркеров, при этом, по меньшей мере, один из указанных маркеров находится на или в пределах хромосомного интервала между SYN14136 и молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, и, по меньшей мере, один из указанных маркеров находится на или в пределах хромосомного интервала между молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению и SYN4196. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, способ или метод, содержащий определение в аллелях растения, по меньшей мере, двух маркеров, при этом, по меньшей мере, один из указанных маркеров находится на или в пределах хромосомного интервала между PZE108093423 и молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, и по меньшей мере, один из указанных маркеров находится на или в пределах хромосомного интервала между молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению и SYN4196.Also proposed is a method or method for identifying a plant, in a preferred embodiment of the present invention, a plant of the Zea mays species, having increased resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention, Helminthosporium turcicum race 0, 1 and/ or N, or a portion having increased resistance to the plant disease caused by Helminthosporium turcicum, in a preferred embodiment of the present invention is Helminthosporium turcicum race 0, 1 and/or N, and it contains a nucleic acid molecule of the present invention endogenously, a cell or a seed thereof , a method or method comprising identifying in plant alleles at least two markers, wherein at least one of said markers is located on or within a chromosomal interval between SYN14136 and a nucleic acid molecule of the present invention, and at least At least one of these markers is located on or within the chromosomal interval between the nucleic acid molecule of the present invention and SYN4196. In a preferred embodiment of the present invention, a method or method comprising identifying at least two markers in plant alleles, wherein at least one of said markers is located on or within a chromosomal interval between PZE108093423 and the nucleic acid molecule of the present the invention, and at least one of these markers is located on or within the chromosomal interval between the nucleic acid molecule of the present invention and SYN4196.
В другом аспекте, предложен способ идентификации аллеля гена устойчивости, придающего или повышающего устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, у Zea mays и в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - кодирующего полипептид, который является или функционально принадлежит к семейству рецептор-подобных киназ 1 (WAK RLK1), ассоциированных со стенкой, при этом, способ содержит следующее этапы: (а) проведение сравнения последовательностей с использованием (i), по меньшей мере, одной кодирующей нуклеотидной последовательности, выделенной из генотипа Zea mays, при этом, нуклеотидная последовательность, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, соответствует локусу устойчивости из 8,05 пар оснований или локусу устойчивости из 8,06 пар оснований, и (ii), в качестве эталонной последовательности, нуклеотидной последовательности по настоящему изобретению, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, или нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 3, или ее части, или консенсусной последовательности, полученной из набора, по меньшей мере, двух нуклеотидных последовательностей, при этом, одна нуклеотидная последовательность представляет собой нуклеотидную последовательность по настоящему изобретению, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения -нуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, или нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 3, или ее части, и, при этом, каждая нуклеотидная последовательность набора, по меньшей мере, двух нуклеотидных последовательностей кодирует полипептид, способный придавать или повышать устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 или N, у Zea mays, в котором экспрессируется полипептид, и, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, соответствует локусу устойчивости из 8,05 пар оснований или локусу устойчивости из 8,06 пар оснований, и, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, кодирующая полипептид, который является или функционально принадлежит к семейству рецептор-подобных киназ 1 (WAK RLK1), ассоциированных со стенкой, и (b) идентификациюIn another aspect, a method is provided for identifying a resistance gene allele that confers or increases resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum race 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, in Zea mays and in a preferred embodiment of the present invention encoding a polypeptide that is or functionally belongs to the family of receptor-like kinase 1 (WAK RLK1) associated with a wall, the method comprising the following steps: (a) performing a sequence comparison using (i) at least one coding nucleotide sequence isolated from a Zea mays genotype, wherein the nucleotide sequence, in a preferred embodiment of the present invention , corresponds to the 8.05 bp resistance locus or the 8.06 bp resistance locus, and (ii), as a reference sequence, the nucleotide sequence of the present invention, in a preferred embodiment of the present invention the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO : 1 or SEQ ID NO: 2, or a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, or a part thereof, or a consensus sequence obtained from a set of at least two nucleotide sequences, wherein one nucleotide the sequence is a nucleotide sequence of the present invention, in a preferred embodiment of the present invention, the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, or a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, or parts thereof, and wherein each nucleotide sequence of the set of at least two nucleotide sequences encodes a polypeptide capable of conferring or increasing resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment implementation of the present invention - Helminthosporium turcicum race 0, 1 or N, in Zea mays, in which the polypeptide is expressed, and, in a preferred embodiment of the present invention, corresponds to an 8.05 bp resistance locus or an 8.06 bp resistance locus, and, in a preferred embodiment of the present invention, encoding a polypeptide that is or functionally belongs to the wall-associated receptor-like kinase 1 (WAK RLK1) family, and (b) identifying
- 13 047146 аллеля, если сравнение последовательностей выявляет (i) идентичность последовательности на уровне нуклеотидов, составляющую, по меньшей мере, 85%-ную, 90%-ную, 92%-ную, 94%-ную, 96%-ную, 98%ную, 99%-ную или 99,5%-ную идентичность с положениями нуклеотидов 1-920 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине, и/или составляющую, по меньшей мере, 60%-ную, 65%ную, 70%-ную, 75%-ную, 80%-ную, 85%-ную, 90%-ную, 92%-ную, 94%-ную, 96%-ную, 98%-ную, 99%ную или 99,5%-ную идентичность с положениями нуклеотидов 23252-23288 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1, или с положениями нуклеотидов 921-957 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 2, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине, и/или составляющую, по меньшей мере, 98%-ную, 98,5%-ную, 99%-ную или 99,5%-ную идентичность с положениями нуклеотидов 23586-24632 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 1, или с положениями нуклеотидов 958-2004 нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 2, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине, и/или (ii) идентичность последовательности на уровне кодируемой аминокислоты, составляющую, по меньшей мере, 75%-ную, 80%-ную, 85%-ную, 90%-ную, 92%ную, 94%-ную, 96%-ную, 98%-ную, 99%-ную или 99,5%-ную идентичность с положениями 1-306 аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине, и/или составляющую, по меньшей мере, 60%-ную, 65%ную, 70%-ную, 75%-ную, 80%-ную, 85%-ную, 90%-ную, 92%-ную, 94%-ную, 96%-ную, 98%-ную, 99%ную или 99,5%-ную идентичность с положениями 307-319 аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине, и/или составляющую, по меньшей мере, 98%-ную, 98,5%-ную, 99%-ную или 99,5%-ную идентичность с положениями 320-668 аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по всей длине.- 13 047146 allele if sequence comparison reveals (i) nucleotide-level sequence identity of at least 85%, 90%, 92%, 94%, 96%, 98 %, 99%, or 99.5% identity to nucleotide positions 1-920 of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, in a preferred embodiment of the present invention, throughout its entire length, and /or a component of at least 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 92%, 94% 96%, 98%, 99% or 99.5% identity with nucleotide positions 23252-23288 of the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1, or with nucleotide positions 921-957 of the nucleotide sequence, presented in SEQ ID NO: 2, in the preferred embodiment of the present invention - along the entire length, and/or comprising at least 98%, 98.5%, 99% or 99.5% - exact identity with nucleotide positions 23586-24632 of the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1, or with nucleotide positions 958-2004 of the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 2, in the preferred embodiment of the present invention - along the entire length, and/ or (ii) sequence identity at the encoded amino acid level of at least 75%, 80%, 85%, 90%, 92%, 94%, 96% , 98%, 99% or 99.5% identity with positions 1-306 of the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, in a preferred embodiment of the present invention - along the entire length, and/or component, at least 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 92%, 94%, 96% -, 98%, 99% or 99.5% identity with positions 307-319 of the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, in a preferred embodiment of the present invention - along the entire length, and/or component at least 98%, 98.5%, 99%, or 99.5% identity to positions 320-668 of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3, in a preferred embodiment of the present inventions - along the entire length.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, консенсусная последовательность получена из набора, по меньшей мере, двух нуклеотидных последовательностей, при этом, одна нуклеотидная последовательность представляет собой нуклеотидную последовательность по настоящему изобретению, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - нуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, или нуклеотидную последовательность, кодирующую аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 3, или ее часть, и, при этом, другая нуклеотидная последовательность выбрана из группы, состоящей из нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 9, или ее части, нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 11, или ее части, нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 13, или ее части, нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 23, или ее части, нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 10, или ее части, нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 12, или ее части, нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 14, или ее части, или нуклеотидной последовательности, кодирующей аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 24 или ее части.In a preferred embodiment of the present invention, the consensus sequence is derived from a set of at least two nucleotide sequences, wherein one nucleotide sequence is a nucleotide sequence of the present invention, in a preferred embodiment of the present invention, the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO : 1 or SEQ ID NO: 2, or a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, or a part thereof, and wherein another nucleotide sequence is selected from the group consisting of a nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 9, or a part thereof, the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 11, or a part thereof, the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 13, or a part thereof, the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 23, or a part thereof, a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 10, or a part thereof, a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 12, or a part thereof, a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 14, or a part thereof, or a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 24 or a part thereof.
По меньшей мере, одна кодирующая нуклеотидная последовательность, выделенная из генотипа Zea mays этапа (a) (i), может быть получена из базы данных последовательностей растений или из банка генов, в котором хранятся образцы различных генотипов Zea mays. Базы данных последовательностей растений или банки генов известны в этой области техники.The at least one coding nucleotide sequence isolated from the Zea mays genotype of step (a)(i) may be obtained from a plant sequence database or from a gene bank in which samples of different Zea mays genotypes are stored. Plant sequence databases or gene banks are known in the art.
Способ идентификации (нового) аллеля гена устойчивости (или потенциального нового аллеля гена устойчивости), придающего устойчивость или повышенную устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, может дополнительно содержать, например, в качестве этапа (с), этап определения уровня устойчивости растения к патогенному грибу, вызванной идентифицированным аллелем.The method for identifying a (new) allele of a resistance gene (or a potential new allele of a resistance gene) conferring resistance or increased resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus may further comprise, for example, as step (c), the step of determining the level of resistance of the plant to the pathogenic fungus. fungus caused by the identified allele.
Также предложена молекула нуклеиновой кислоты, содержащая или состоящая из нуклеотидной последовательности, кодирующей аллель гена устойчивости (или потенциальный новый аллель), идентифицированный вышеописанным способом идентификации. Указанный аллель может быть использован в способе получения растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения растения вида Zea mays, или в способе придания/повышения устойчивости к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, таким как, Helminthosporium turcicum, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, способ по настоящему изобретению получения растения или способ по настоящему изобретению придания/повышения устойчивости к заболеванию растений дополнительно содержит на этапе (а) введение, по меньшей мере, одной молекулы нуклеиновой кислоты, содержащей или состоящей из нуклеотидной последовательности, кодирующей новый ген устойчивости, в, по меньшей мере, одной клетке растения.Also provided is a nucleic acid molecule containing or consisting of a nucleotide sequence encoding an allele of a resistance gene (or a potential new allele) identified by the identification method described above. Said allele may be used in a method for producing a plant, in a preferred embodiment of the present invention, a plant of the Zea mays species, or in a method for imparting/increasing resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, such as Helminthosporium turcicum, in a preferred embodiment of the present invention, Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N. In one embodiment of the present invention, the method of the present invention for producing a plant or the method of the present invention for imparting/increasing resistance to a plant disease further comprises, in step (a), introducing at least one nucleic acid molecule containing or consisting of a nucleotide sequence, encoding a new resistance gene in at least one plant cell.
В другом аспекте, предложен способ придания или повышения устойчивости к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изоIn another aspect, a method of imparting or increasing resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus is provided, in a preferred embodiment of the present invention.
- 14 047146 бретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, у растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - у растения вида Zea mays, содержащий следующие этапы: (а) введение по меньшей мере в одну клетку растения молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, включая, например, молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую или состоящую из нуклеотидной последовательности идентифицированного аллеля, экспрессионной кассеты по настоящему изобретению или вектора по настоящему изобретению, (b) регенерацию растения по меньшей мере из одной клетки и (с) вызывание экспрессии молекулы нуклеиновой кислоты у растения.- 14 047146 bretenia - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, in a plant, in a preferred embodiment of the present invention - in a plant of the species Zea mays, comprising the following steps: (a) introducing into at least one cell of the plant a nucleic acid molecule of the present invention, including, for example, a nucleic acid molecule containing or consisting of the nucleotide sequence of an identified allele, an expression cassette of the present invention or a vector of the present invention, (b) regenerating a plant from at least one cell, and (c) causing expression of a nucleic acid molecule in the plant.
В предпочтительном варианте осуществления способа придания или повышения устойчивости к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, этап (а) приводит к модификации эндогенной молекулы нуклеиновой кислоты, придающей чувствительность к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, соответствующей локусу устойчивости из 8,05 пар оснований или локусу устойчивости из 8,06 пар оснований на хромосоме 8 Zea mays, и, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, кодирующей полипептид, который является или функционально принадлежит к семейству рецептор-подобных киназ 1 (WAK RLK1), ассоциированных со стенкой, при этом, модификация преобразует эндогенную молекулу нуклеиновой кислоты в молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, придающую устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, при условии ее экспрессии.In a preferred embodiment of the method of conferring or increasing resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, step (a) results in the modification of an endogenous nucleic acid molecule conferring sensitivity to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in in a more preferred embodiment of the present invention, Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, in a preferred embodiment of the present invention, corresponding to a resistance locus of 8.05 base pairs or an 8.06 base pair resistance locus on chromosome 8 of Zea mays, and, in a preferred embodiment of the present invention, encoding a polypeptide that is or functionally belongs to the wall-associated receptor-like kinase 1 (WAK RLK1) family, wherein , the modification converts an endogenous nucleic acid molecule into a nucleic acid molecule of the present invention conferring resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention Helminthosporium turcicum race 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, provided it is expressed.
В другом предпочтительном варианте осуществления способа придания или повышения устойчивости к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, этап (а) приводит к модификации эндогенной молекулы нуклеиновой кислоты, придающей чувствительность к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, соответствующей локусу устойчивости из 8,05 пар оснований или локусу устойчивости из 8,06 пар оснований на хромосоме 8 Zea mays, и, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, кодирующей полипептид, который является или функционально принадлежит к семейству рецептор-подобных киназ 1 (WAK RLK1), ассоциированных со стенкой, при этом, модификация преобразует эндогенную молекулу нуклеиновой кислоты в молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, придающую повышенную устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, при условии ее экспрессии.In another preferred embodiment of a method of conferring or increasing resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, step (a) results in the modification of an endogenous nucleic acid molecule conferring sensitivity to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention Helminthosporium turcicum, in in a more preferred embodiment of the present invention, Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, in a preferred embodiment of the present invention, corresponding to a resistance locus of 8.05 base pairs or an 8.06 base pair resistance locus on chromosome 8 of Zea mays, and, in a preferred embodiment of the present invention, encoding a polypeptide that is or functionally belongs to the wall-associated receptor-like kinase 1 (WAK RLK1) family, wherein, the modification converts an endogenous nucleic acid molecule into a nucleic acid molecule of the present invention conferring increased resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum race 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, provided it is expressed.
Также предложен способ повышения устойчивости к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, у растения по настоящему изобретению, содержащий этапы уменьшения уровня экспрессии молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, включая, например, молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую или состоящую из нуклеотиднои последовательности идентифицированного аллеля, экспрессионной кассеты по настоящему изобретению или вектора по настоящему изобретению, у растения или в, по меньшей мере, одной клетке растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по сравнению с уровнем экспрессии эндогенного гена у устойчивого растения дикого типа. Такое устойчивое растение дикого типа, например, выбрано из линий А619НТ2, В37НТ2 или В73НТ2. Уменьшение может проводиться транзиентно или длительно, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - в качестве превентивной меры, если ожидается инфицирование патогенным грибом, например, изза особых условий окружающей среды, которые влияют на распространение патогенного гриба. Специалисту в данной области техники очень хорошо известны различные методологии уменьшения экспрессии гена у растения. Длительное уменьшение уровня экспрессии может быть достигнуто, например, путем модуляции промотора или других регуляторных элементов посредством случайного или целенаправленного мутагенеза или путем стабильной интеграции экспрессионной кассеты, что позволяет экспрессировать двухцепочечную РНК, одноцепочечную антисмысловую РНК или шпилечную ДНК, которые способны подавлять, как интерферирующую РНК, m РНК, кодируемую молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению. Такая ингибирующая молекула РНК, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - в виде молекул si РНК, может также использоваться для транзиентного уменьшения уровня экспрессии, если она наносится на растения в виде спрея и активно или пассивноAlso proposed is a method for increasing resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, in a plant of the present invention, comprising the steps of reducing the level of expression of a nucleic acid molecule of the present invention, including, for example, a nucleic acid molecule containing or consisting of the nucleotide sequence of an identified allele, expression cassette of the present invention, or vector of the present invention, in a plant or in at least one cell of a plant, in a preferred embodiment of the present invention, compared to the level of endogenous gene expression in a resistant wild-type plant. Such a resistant wild-type plant is, for example, selected from the lines A619HT2, B37HT2 or B73HT2. The reduction may be transient or long-term, in a preferred embodiment of the present invention as a preventative measure if infection by a pathogenic fungus is expected, for example due to special environmental conditions that influence the spread of the pathogenic fungus. Various methodologies for reducing gene expression in a plant are well known to those skilled in the art. Long-term reduction of expression levels can be achieved, for example, by modulating the promoter or other regulatory elements through random or targeted mutagenesis, or by stable integration of an expression cassette that allows the expression of double-stranded RNA, single-stranded antisense RNA or hairpin DNA that are capable of suppressing, like interfering RNA, m RNA encoded by the nucleic acid molecule of the present invention. Such an inhibitory RNA molecule, in the preferred embodiment of the present invention in the form of si RNA molecules, can also be used to transiently reduce the level of expression if it is applied to plants as a spray and actively or passively
- 15 047146 поглощается растительными клетками, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - клетками листьев.- 15 047146 is taken up by plant cells, in a preferred embodiment of the present invention by leaf cells.
В другом аспекте, предложен способ получения растения (или его части, клетки или семени), в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - растения вида Zea mays, имеющего (повышенную) устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, или его части, клетки или семени, содержащий следующие этапы: (а) введение в растение или, по меньшей мере, в одну клетку растения молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, включая, например, молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую или состоящую из нуклеотиднои последовательности идентифицированного аллеля, экспрессионной кассеты по настоящему изобретению или вектора по настоящему изобретению, (b) необязательную регенерацию растения по меньшей мере из одной клетки и (с) вызывание экспрессии молекулы нуклеиновой кислоты у растения или его части.In another aspect, a method is provided for producing a plant (or part, cell or seed thereof), in a preferred embodiment of the present invention, a plant of the species Zea mays having (increased) resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, or a part, cell or seed thereof, comprising the following steps: (a) introducing into a plant or at least one cell of a plant a nucleic acid molecule of the present invention, including, for example, a nucleic acid molecule containing or consisting of the nucleotide sequence of an identified allele, expression cassette of the present invention, or vector of the present invention , (b) optionally regenerating the plant from at least one cell; and (c) causing expression of a nucleic acid molecule in the plant or part thereof.
В предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению получения растения (или его части, клетки или семени) вида Zea mays, этап (а) приводит к модификации эндогенной молекулы нуклеиновой кислоты, придающей чувствительность к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, соответствующей локусу устойчивости из 8,05 пар оснований или локусу устойчивости из 8,06 пар оснований на хромосоме 8 Zea mays, и, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, кодирующей полипептид, который является или функционально принадлежит к семейству рецептор-подобных киназ 1 (WAK RLK1), ассоциированных со стенкой, при этом, модификация преобразует эндогенную молекулу нуклеиновой кислоты в молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, придающую устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, при условии ее экспрессии.In a preferred embodiment of the method of the present invention for producing a plant (or part, cell or seed thereof) of the species Zea mays, step (a) results in the modification of an endogenous nucleic acid molecule conferring sensitivity to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, in a preferred embodiment of the present invention, corresponding to the resistance locus an 8.05 base pair or 8.06 base pair resistance locus on chromosome 8 of Zea mays, and, in a preferred embodiment of the present invention, encoding a polypeptide that is or functionally belongs to the receptor-like kinase 1 (WAK RLK1) family, associated with the wall, wherein the modification converts an endogenous nucleic acid molecule into a nucleic acid molecule of the present invention conferring resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention Helminthosporium turcicum race 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, as long as it is expressed.
В другом предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению получения растения (или его части, клетки или семени) вида Zea mays, этап (а) приводит к модификации эндогенной молекулы нуклеиновой кислоты, придающей устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, соответствующей локусу устойчивости из 8,05 пар оснований или локусу устойчивости из 8,06 пар оснований на хромосоме 8 Zea mays, и, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, кодирующей полипептид, который является или функционально принадлежит к семейству рецептор-подобных киназ 1 (WAK RLK1), ассоциированных со стенкой, при этом, модификация преобразует эндогенную молекулу нуклеиновой кислоты в молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, придающую повышенную устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, при условии ее экспрессии.In another preferred embodiment of the method of the present invention for producing a plant (or part, cell or seed thereof) of the Zea mays species, step (a) results in modification of an endogenous nucleic acid molecule conferring resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, in a preferred embodiment of the present invention, corresponding to the locus 8.05 bp resistance or 8.06 bp resistance locus on chromosome 8 of Zea mays, and, in a preferred embodiment of the present invention, encoding a polypeptide that is or functionally belongs to the receptor-like kinase 1 (WAK RLK1) family associated with the wall, wherein the modification converts an endogenous nucleic acid molecule into a nucleic acid molecule of the present invention conferring increased resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N, subject to its expression.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, способ заключается в получении растения (или его части, клетки или семени), имеющего повышенную устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, таким как, Helminthosporium turcicum, предпочтительно Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N. Соответственно, этот способ может содержать дополнительный этап (d) выбора растения, имеющего повышенную устойчивость, по сравнению с эталонным растением. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, эталонное растение представляет собой растение того же вида, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, эталонное растение представляет собой растение дикого типа того же вида или растение, являющееся изогенным по отношению к растению, выбранному на этапе (d), ожидаемое для молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, которая была введена на этапе (а) или модифицирована на этапе (а), как описано выше.In a preferred embodiment of the present invention, the method consists of obtaining a plant (or part, cell or seed thereof) having increased resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus such as Helminthosporium turcicum, preferably Helminthosporium turcicum race 0, 1, 2, 3 , N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N. Accordingly, the method may comprise the additional step (d) of selecting a plant having increased resistance compared to a reference plant. In a preferred embodiment of the present invention, the reference plant is a plant of the same species, in a more preferred embodiment of the present invention, the reference plant is a wild type plant of the same species or a plant that is isogenic to the plant selected in step (d) , expected for a nucleic acid molecule of the present invention that was introduced in step (a) or modified in step (a) as described above.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, в способах по настоящему изобретению, молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению экспрессируют у растения или его части в количестве и/или в течение периода, достаточного для повышения или придания устойчивости к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом у растения.In a preferred embodiment of the present invention, in the methods of the present invention, a nucleic acid molecule of the present invention is expressed in a plant or portion thereof in an amount and/or for a period sufficient to enhance or confer resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus in the plant.
В другом аспекте, предложено растение, полученное способами по настоящему изобретению, или его потомство, плод или семя. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения,In another aspect, a plant produced by the methods of the present invention, or its progeny, fruit or seed, is provided. In a preferred embodiment of the present invention,
- 16 047146 растение или его потомство, плод или семя содержит молекулу нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению или вектор по настоящему изобретению, или белок по настоящему изобретению, и/или клетку по настоящему изобретению.- 16 047146 a plant or its progeny, fruit or seed contains a nucleic acid molecule of the present invention or a vector of the present invention, or a protein of the present invention, and/or a cell of the present invention.
В другом аспекте, предложено использование, по меньшей мере, одной молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, включая, например, молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую или состоящую из нуклеотидной последовательности идентифицированного нового аллеля гена устойчивости, для получения растения, имеющего повышенную устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения Helminthosporium turcicum расы 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N. Полученное растение может представлять собой генетически отредактированное или трансгенное растение.In another aspect, the use of at least one nucleic acid molecule of the present invention is provided, including, for example, a nucleic acid molecule containing or consisting of the nucleotide sequence of an identified novel allele of a resistance gene, to produce a plant having increased resistance to a plant disease, caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and/or 123N. The resulting plant may be a genetically edited or transgenic plant.
Также предложен способ борьбы с инфицированием патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N и/или 123N, содержащий следующие этапы: (а) выращивание растений по настоящему изобретению на сельскохозяйственных и садовых участках и (b) вызывание экспрессии молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, включая, например, молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую или состоящую из нуклеотидной последовательности идентифицированного аллеля, экспрессионной кассеты по настоящему изобретению или вектора по настоящему изобретению, у растений.Also proposed is a method for combating infection by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum races 0, 1, 2, 3, N, 12, 23, 2N, 12N, 23N and /or 123N, comprising the following steps: (a) growing plants of the present invention in agricultural and horticultural areas and (b) causing expression of a nucleic acid molecule of the present invention, including, for example, a nucleic acid molecule containing or consisting of the nucleotide sequence of the identified allele , an expression cassette of the present invention or a vector of the present invention, in plants.
Другим аспектом настоящего изобретения является олигонуклеотид, имеющий в длину, по меньшей мере, 15, 16, 17, 18, 19 или 20, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по меньшей мере 21, 22, 23, 24 или 25, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по меньшей мере, 30, 35, 40, 45, 50, 100, 200, 300 или 500 нуклеотидов, при этом олигонуклеотид способен гибридизоваться или отжигаться с (i) молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, (ii) молекулой нуклеиновой кислоты, содержащей нуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 4 или SEQ ID NO: 5, или (iii) молекулой нуклеиновой кислоты, комплементарной (i) или (ii). В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, олигонуклеотид содержит нуклеотидную последовательность, имеющую, по меньшей мере, 90%-ную, 92%-ную, 94%ную, 95%-ную, 96%-ную, 97%-ную, 98%-ную, 98,5%-ную, 99%-ную, 99,5%-ную или 100%-ную идентичность с нуклеотидной последовательностью молекулы нуклеиновой кислоты из пунктов (i), (ii) или (iii), с которой олигонуклеотид способен гибридизироваться или отжигаться.Another aspect of the present invention is an oligonucleotide having a length of at least 15, 16, 17, 18, 19 or 20, in a preferred embodiment of the present invention at least 21, 22, 23, 24 or 25, in a more preferred embodiment in an embodiment of the present invention, at least 30, 35, 40, 45, 50, 100, 200, 300 or 500 nucleotides, wherein the oligonucleotide is capable of hybridizing or annealing to (i) a nucleic acid molecule of the present invention, (ii) a a nucleic acid containing the nucleotide sequence represented in SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 5, or (iii) a nucleic acid molecule complementary to (i) or (ii). In a preferred embodiment of the present invention, the oligonucleotide contains a nucleotide sequence having at least 90%, 92%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% 98.5%, 99%, 99.5% or 100% identity with the nucleotide sequence of the nucleic acid molecule from points (i), (ii) or (iii), with which the oligonucleotide is capable hybridize or anneal.
Также предложена пара олигонуклеотидов или набор, содержащий указанные олигонуклеотиды, при этом, олигонуклеотиды подходят для отжига в качестве прямого праймера и обратного праймера для области в геноме растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - в геноме Zea mays, который проявляет косегрегацию, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - идеальную косегрегацию, с молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, пара содержит один или два олигонуклеотида по настоящему изобретению. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, набор содержит один или, по меньшей мере, два олигонуклеотида по настоящему изобретению.Also provided is a pair of oligonucleotides or a set containing said oligonucleotides, wherein the oligonucleotides are suitable for annealing as a forward primer and a reverse primer to a region in the plant genome, in a preferred embodiment of the present invention, in the Zea mays genome, which exhibits cosegregation, in a preferred embodiment implementation of the present invention - ideal cosegregation with the nucleic acid molecule of the present invention. In a preferred embodiment of the present invention, the pair contains one or two oligonucleotides of the present invention. In a preferred embodiment of the present invention, the kit contains one or at least two oligonucleotides of the present invention.
В другом аспекте, предложено использование по меньшей мере одного олигонуклеотида в качестве молекулярного маркера или его части в способе идентификации или выбора растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - растения вида Zea mays, имеющего повышенную устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N, или его части, клетки или семени, или в способе идентификации аллеля гена устойчивости, придающего или повышающего устойчивость к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - Helminthosporium turcicum рас 0, 1 и/или N, в Zea mays, при этом, молекулярный маркер способен определять, по меньшей мере, один однонуклеотидный полиморфизм, проводить диагностику делеции или вставки для молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению и/или содержит олигонуклеотид, как описано выше, и/или представляет собой пару олигонуклеотидов или набор, как описано выше. Такой однонуклеотидный полиморфизм, делеция или вставка могут быть непосредственно получены из выравнивания последовательностей, показанного на фиг. 2. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один однонуклеотидный полиморфизм, делеция или вставка приводит к обмену, делеции или вставке, по меньшей мере, одной аминокислоты. В табл. 2 показаны характерные аминокислотные обмены, делеция или вставки из сравнения полипептида, имеющего аминокислотную последовательность, указанную в SEQ ID NO: 3, с полипептидом RLK 1 (SEQ ID NO: 10), придающим фенотип устойчивости Pepitilla, раскрытый в документе WO 2015/032494.In another aspect, the use of at least one oligonucleotide as a molecular marker or part thereof is provided in a method for identifying or selecting a plant, in a preferred embodiment of the present invention, a plant of the Zea mays species having increased resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment in an embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum race 0, 1 and/or N, or a part, cell or seed thereof, or in a method for identifying an allele of a resistance gene that confers or increases resistance to a plant disease caused by a pathogenic fungus, in a preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum, in a more preferred embodiment of the present invention - Helminthosporium turcicum race 0, 1 and/or N, in Zea mays, wherein the molecular marker is capable of detecting at least one single nucleotide polymorphism, to diagnose a deletion or insertion for a nucleic acid molecule of the present invention and/or contains an oligonucleotide as described above and/or is a pair of oligonucleotides or a set as described above. Such a single nucleotide polymorphism, deletion, or insertion can be directly obtained from the sequence alignment shown in FIG. 2. In a preferred embodiment of the present invention, at least one single nucleotide polymorphism, deletion or insertion results in an exchange, deletion or insertion of at least one amino acid. In table 2 shows representative amino acid exchanges, deletions or insertions from a comparison of a polypeptide having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 with the RLK 1 polypeptide (SEQ ID NO: 10) conferring the Pepitilla resistance phenotype disclosed in WO 2015/032494.
В другом аспекте, предложен способ определения присутствия или отсутствия молекулы нуклеиноIn another aspect, a method is provided for determining the presence or absence of a nucleic acid molecule
- 17 047146 вой кислоты по настоящему изобретению, включая, например, молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую или состоящую из нуклеотидной последовательности идентифицированного аллеля, у растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - у растения вида Zea mays, содержащий следующие этапы: (а) выделение ДНК по меньшей мере из одной клетки растения и (b) использование молекулярного маркера для определения присутствия или отсутствия молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, при этом, молекулярный маркер способен определять, по меньшей мере, один однонуклеотидный полиморфизм, проводить диагностику делеции или вставки для молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению и/или содержит олигонуклеотид, как описано выше, и/или представляет собой пару олигонуклеотидов или набор, как описано выше.- 17 047146 voyl acid according to the present invention, including, for example, a nucleic acid molecule containing or consisting of the nucleotide sequence of an identified allele, in a plant, in a preferred embodiment of the present invention in a plant of the species Zea mays, comprising the following steps: (a) isolation DNA from at least one plant cell and (b) using a molecular marker to determine the presence or absence of a nucleic acid molecule of the present invention, wherein the molecular marker is capable of detecting at least one single nucleotide polymorphism, deletion or insertion diagnosis for the molecule nucleic acid of the present invention and/or contains an oligonucleotide as described above, and/or is a pair of oligonucleotides or a set as described above.
В одном аспекте предложено использование по меньшей мере одного олигонуклеотида или, по меньшей мере, двух олигонуклеотидов в качестве молекулярного маркера или его части в способе или методе идентификации растения, как описано выше, в способе или методе элиминации сцепленного груза, тесно сцепленного с молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, для определения присутствия или отсутствия интервала, полученного из А619НТ2 или А619НТ3, расположенного между аллелями маркера SYN14136 и маркера МА0021, или интервала, полученного из А619НТ2 или А619НТ3, расположенного между аллелями маркера МА0022 и маркера SYN4196. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один олигонуклеотид используется в качестве молекулярного маркера или его части в способе или методе элиминации сцепленного груза, тесно сцепленного с молекулой нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, для определения присутствия или отсутствия интервала, полученного из А619НТ2 или А619НТ3, расположенного между аллелями маркера SYN14136 и маркера PZE108077560, интервала, полученного из А619НТ2 или А619НТ3, расположенного между аллелями маркера PZE108093423 и маркера МА0021, и/или интервала, полученного из А619НТ2 или А619НТ3, расположенного между аллелями маркера МА0022 и маркера SYN4196.One aspect provides the use of at least one oligonucleotide or at least two oligonucleotides as a molecular marker or part thereof in a method or method for identifying a plant, as described above, in a method or method for eliminating cohesive cargo closely linked to a nucleic acid molecule according to the present invention, to determine the presence or absence of an interval derived from A619HT2 or A619HT3 located between the alleles of the SYN14136 marker and the MA0021 marker, or an interval derived from A619HT2 or A619HT3 located between the alleles of the MA0022 marker and the SYN4196 marker. In a preferred embodiment of the present invention, at least one oligonucleotide is used as a molecular marker or part thereof in a method or method for eliminating concatenated cargo closely linked to a nucleic acid molecule of the present invention to determine the presence or absence of an A619HT2-derived interval or A619HT3, located between the alleles of the SYN14136 marker and the PZE108077560 marker, the interval obtained from A619HT2 or A619HT3, located between the alleles of the PZE108093423 marker and the MA0021 marker, and/or the interval obtained from A619HT2 or A619HT3, located between alleles of the MA0022 marker and the SYN4196 marker.
В другом аспекте предложен способ определения присутствия молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, включая, например, молекулу нуклеиновой кислоты, содержащую или состоящую из нуклеотидной последовательности идентифицированного аллеля, у растения, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - у растения вида Zea mays, содержащий следующие этапы: (а) выделение ДНК по меньшей мере из одной клетки растения и (b) использование молекулярного маркера для определения присутствия или отсутствия молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению, при этом, молекулярный маркер способен определять, по меньшей мере, один однонуклеотидный полиморфизм, проводить диагностику делеции или вставки для молекулы нуклеиновой кислоты по настоящему изобретению и/или содержит олигонуклеотид, как описано выше, и/или представляет собой пару олигонуклеотидов или набор, как описано выше. Такой однонуклеотидный полиморфизм, делеция или вставка могут быть непосредственно получены из выравнивания последовательностей, показанного на фиг. 2. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один однонуклеотидный полиморфизм, делеция или вставка приводит к обмену, делеции или вставке, по меньшей мере, одной аминокислоты. В табл. 3 показаны характерные аминокислотные обмены, делеция или вставки из сравнения полипептида, имеющего аминокислотную последовательность, указанную в SEQ ID NO: 3, с полипептидом RLK 1, придающим фенотип устойчивости Pepitilla (SEQ ID NO: 10), раскрытый в документе WO 2015/032494.In another aspect, there is provided a method for determining the presence of a nucleic acid molecule of the present invention, including, for example, a nucleic acid molecule containing or consisting of the nucleotide sequence of an identified allele, in a plant, in a preferred embodiment of the present invention, in a plant of the species Zea mays, comprising the following steps : (a) isolating DNA from at least one plant cell; and (b) using a molecular marker to determine the presence or absence of a nucleic acid molecule of the present invention, wherein the molecular marker is capable of detecting at least one single nucleotide polymorphism, making a diagnosis deletions or insertions for a nucleic acid molecule of the present invention and/or contains an oligonucleotide as described above and/or is an oligonucleotide pair or set as described above. Such a single nucleotide polymorphism, deletion, or insertion can be directly obtained from the sequence alignment shown in FIG. 2. In a preferred embodiment of the present invention, at least one single nucleotide polymorphism, deletion or insertion results in an exchange, deletion or insertion of at least one amino acid. In table 3 shows representative amino acid exchanges, deletions or insertions from a comparison of a polypeptide having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 with the RLK 1 polypeptide conferring the Pepitilla resistance phenotype (SEQ ID NO: 10) disclosed in WO 2015/032494.
Табл. 3. Характерные аминокислотные обмены, делеция или вставки из сравнения полипептида, имеющего аминокислотную последовательность, указанную в SEQ ID NO: 3, с полипептидом RLK 1 (SEQ ID NO: 10), придающим фенотип устойчивости Pepitilla, раскрытый в документе WO 2015/032494 (см. также фиг. 3).Table 3. Representative amino acid exchanges, deletions or insertions from a comparison of a polypeptide having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 with the RLK 1 polypeptide (SEQ ID NO: 10) conferring the Pepitilla resistance phenotype disclosed in WO 2015/032494 ( see also Fig. 3).
- 18 047146- 18 047146
Таблица 3Table 3
- 19 047146- 19 047146
ОпределенияDefinitions
Термин устойчивость или устойчивый, применяемый в отношении патогена, следует понимать как способность растения, растительной ткани или растительной клетки противостоять повреждающему воздействию патогена и включает манифестацию эффектов от задержки развития заболевания до полного подавления развития заболевания. Устойчивость может быть полной или частичной и может быть специфичной или неспецифичной для расы патогена. Приданная устойчивость может быть вновь переданной по наследству устойчивостью или повышением уже существующей частичной устойчивости.The term resistance or resistance, when applied to a pathogen, should be understood as the ability of a plant, plant tissue or plant cell to resist the damaging effects of the pathogen and includes the manifestation of effects from delaying the development of the disease to completely suppressing the development of the disease. Resistance may be complete or partial and may be specific or nonspecific to the pathogen race. Conferred resistance may be newly inherited resistance or an increase in already existing partial resistance.
Устойчивость может быть количественно определена способами, известными в данной области техники. Например, устойчивость к Helminthosporium turcicum может быть количественно определена путем определения классификационных баллов с помощью экспериментов по фенотипированию в соответствии со схемой, показанной в Таблице 4 ниже. Например, растение кукурузы, устойчивое к Helminthosporium turcicum, по смыслу настоящего изобретения, демонстрирует повышенную устойчивость к Н. turcicum на, по меньшей мере, 1 классификационный балл, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, на, по меньшей мере, 2 классификационных балла или на, по меньшей мере, 3 классификационных балла, и в самом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения на, по меньшей мере, 4 классификационных балла. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, растение кукурузы, в соответствии с настоящим изобретением, демонстрирует устойчивость к, по меньшей мере, одной расе Helminthosporium turcicum, которая не соответствует известной расовой специфичности, известной из уровня техники. В особо предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, растение кукурузы по настоящему изобретению устойчиво ко всем известным расам Helminthosporium turcicum, то есть, приданная устойчивость не является расоспецифичной и может обладать особенным преимуществом при формировании широкой устойчивости к Helminthosporium turcicum.Stability can be quantified by methods known in the art. For example, resistance to Helminthosporium turcicum can be quantified by determining classification scores using phenotyping experiments according to the scheme shown in Table 4 below. For example, a corn plant resistant to Helminthosporium turcicum within the meaning of the present invention exhibits increased resistance to H. turcicum by at least 1 classification point, in a preferred embodiment of the present invention by at least 2 classification points or by at least 3 classification points, and in the most preferred embodiment of the present invention at least 4 classification points. In a preferred embodiment of the present invention, a corn plant in accordance with the present invention exhibits resistance to at least one race of Helminthosporium turcicum that does not conform to the known race specificity known in the art. In a particularly preferred embodiment of the present invention, the corn plant of the present invention is resistant to all known races of Helminthosporium turcicum, that is, the conferred resistance is not race specific and may be particularly advantageous in generating broad resistance to Helminthosporium turcicum.
Табл. 4. Схема классификационных баллов в экспериментах по фенотипированию в опытнометодических испытаниях, проведенных в различных местоположениях с естественной и искусственной инокуляцией Н. turcicum (на основании материалов Немецкого кукурузного комитета (Deutsche Maiskomitee, DMK); разновидность AG от 27.02.02; (DMK, Дж. Рат; Управление округа Фрайбурга Х.Дж. Имграбен).Table 4. Scheme of classification points in phenotyping experiments in pilot tests carried out in various locations with natural and artificial inoculation of H. turcicum (based on materials of the German Corn Committee (Deutsche Maiskomitee, DMK); variety AG from 02/27/02; (DMK, J . Rath; District Office of Freiburg H.J. Imgraben).
- 20 047146- 20 047146
Таблица 4Table 4
Термин гибридизироваться или гибридизация следует понимать как процедуру, при которой молекула одноцепочечной нуклеиновой кислоты агломерируется с цепью нуклеиновой кислоты, которая является максимально комплементарной, то есть, образует с ней комплементарную пару оснований. Примеры стандартных способов гибридизации были описаны в 2001 году в работе Сэмбрук и др. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, подразумевается, что, по меньшей мере, 60%, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - по меньшей мере, 65%, 70%, 75%, 80% или 85%, в особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - 90% ,91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% или 99% оснований молекулы нуклеиновой кислоты подвергаются спариванию оснований с цепью нуклеиновой кислоты, являющейся максимально комплементарной. Возможность такой агломерации зависит от жесткости условий гибридизации. Термин жесткость относится к условиям гибридизации. О высокой жесткости говорят, когда спаривание оснований происходит труднее, а о низкой жесткости говорят, когда спаривание оснований происходит легче. Жесткость условий гибридизации зависит, например, от концентрации соли или ионной силы и температуры. Как правило, жесткость может быть повышена путем повышения температуры и/или снижения содержания соли. Под термином жесткие условия гибридизации следует понимать такие условия, при которых гибридизация происходит преимущественно только между гомологичными молекулами нуклеиновой кислоты. Термин условия гибридизации в этом аспекте относится не только к фактическим условиям, преобладающим во время фактической агломерации нуклеиновых кислот, но также и к условиям, преобладающим во время последующих этапов промывки. Примерами крайне жестких условий гибридизации являются условия, при которых гибридизации подвергаются преимущественно только те молекулы нуклеиновой кислоты, которые имеют, по меньшей мере, 90%-ную или, по меньшей мере, 95%-ную идентичность последовательностей. Такими крайне жесткими условиями гибридизации являются, например: гибридизация в 4-х кратном SSC при 65°С с последующими многократными промывками в 0,1-кратном SSC при 65°С в течение, приблизительно, 1 часа. Используемый в настоящем документе термин крайне жесткие условия гибридизации также может означать: гибридизацию при 68°С в 0,25 М фосфата натрия, рН 7,2, 7% SDS, 1 мМ EDTA и 1% BSA в течение 16 часов с последующей двукратной промывкой 2-кратным SSC и 0,1% SDS при 68°С. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, гибридизация происходит в жестких условиях. Менее жесткими условиями гибридизации являются, например: гибридизация в 4-кратном SSC при 37°С с последующими многократными промывками в 1-кратном SSC при комнатной температуре.The term hybridize or hybridization should be understood as a procedure in which a single-stranded nucleic acid molecule agglomerates with a nucleic acid strand that is maximally complementary, that is, forms a complementary base pair with it. Examples of standard hybridization methods were described in 2001 by Sambrook et al. In a preferred embodiment of the present invention, it is intended to be at least 60%, in a more preferred embodiment of the present invention, at least 65%, 70% , 75%, 80% or 85%, in a particularly preferred embodiment of the present invention - 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% or 99% of the bases of the nucleic acid molecule acids undergo base pairing with the nucleic acid strand that is maximally complementary. The possibility of such agglomeration depends on the severity of the hybridization conditions. The term stringency refers to the hybridization conditions. High rigidity is said when base pairing is more difficult, and low rigidity is said when base pairing is easier. The stringency of the hybridization conditions depends, for example, on the salt concentration or ionic strength and temperature. Generally, hardness can be increased by increasing the temperature and/or decreasing the salt content. The term stringent hybridization conditions should be understood as those conditions under which hybridization occurs predominantly only between homologous nucleic acid molecules. The term hybridization conditions in this aspect refers not only to the actual conditions prevailing during the actual agglomeration of the nucleic acids, but also to the conditions prevailing during subsequent washing steps. Examples of extremely stringent hybridization conditions are those in which only those nucleic acid molecules that have at least 90% or at least 95% sequence identity are hybridized. Such extremely stringent hybridization conditions are, for example: hybridization in 4x SSC at 65°C followed by multiple washes in 0.1x SSC at 65°C for approximately 1 hour. As used herein, the term extremely stringent hybridization conditions can also mean: hybridization at 68°C in 0.25 M sodium phosphate, pH 7.2, 7% SDS, 1 mM EDTA and 1% BSA for 16 hours, followed by two washes 2x SSC and 0.1% SDS at 68°C. In a preferred embodiment of the present invention, hybridization occurs under harsh conditions. Less stringent hybridization conditions are, for example: hybridization in 4x SSC at 37°C, followed by multiple washes in 1x SSC at room temperature.
Настоящее изобретение охватывает молекулы нуклеиновой кислоты, содержащие или состоящие из нуклеотидной последовательности, кодирующей белок, причем указанный белок получен из аминокислотной последовательности, кодируемой нуклеотидной последовательностью, представленной в SEQ ID NO: 1 или SEQ ID NO: 2, или из аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 3, путем замещения, делеции и/или добавления, по меньшей мере, одной аминокислоты. В настоящем документе термин по меньшей мере, одна аминокислота включает, например, от 1 до 50, от 1 до 40, от 1The present invention covers nucleic acid molecules containing or consisting of a nucleotide sequence encoding a protein, wherein said protein is derived from the amino acid sequence encoded by the nucleotide sequence presented in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2, or from the amino acid sequence presented in SEQ ID NO: 3, by substitution, deletion and/or addition of at least one amino acid. As used herein, the term at least one amino acid includes, for example, 1 to 50, 1 to 40, 1
- 21 047146 до 30 или от 1 до 20, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - от 1 до 10, в более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - от 1 до 7, в еще более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - от 1 до 5 и в особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - 1, 2 или 3 аминокислоты.- 21 047146 to 30 or from 1 to 20, in a preferred embodiment of the present invention from 1 to 10, in a more preferred embodiment of the present invention from 1 to 7, in an even more preferred embodiment of the present invention from 1 to 5 and in a particularly preferred embodiment of the present invention, 1, 2 or 3 amino acids.
Функционально сцепленный означает сцепленный в общую молекулу нуклеиновой кислоты таким образом, что сцепленные элементы расположены и ориентированы друг к другу таким образом, что может произойти транскрипция молекулы нуклеиновой кислоты. ДНК, которая функционально сцеплена с промотором, регулируется этим промотором на уровне транскрипции.Functionally linked means linked into a common nucleic acid molecule in such a way that the linked elements are arranged and oriented towards each other in such a way that transcription of the nucleic acid molecule can occur. DNA that is operably linked to a promoter is regulated by that promoter at the transcriptional level.
Значение термина введение, употребляемого в настоящем изобретении, включает стабильную интеграцию посредством трансформации, включая Agrobacterium-опосредованную трансформацию, трансфекцию, микроинъекцию, биолистическую бомбардировку, вставку с использованием технологии редактирования генов, такой как, системы CRISPR (например, CRISPR/Cas, в частности, CRISPR/Cas9 или CRISPR/Cpf1), CRISPR/CasX или CRISPR/CasY), TALEN, цинк-пальцевые нуклеазы или мегануклеазы, гомологичную рекомбинацию необязательно посредством одной из вышеупомянутых технологий редактирования генов, включая, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, матрицу для репарации, модификацию эндогенного гена с использованием случайного или целенаправленного мутагенеза, такого как, TILLING или вышеупомянутая технология редактирования генов и тому подобное. Термин введение может или не может охватывать интрогрессию с использованием традиционной селекции.The term introduction as used herein includes stable integration through transformation, including Agrobacterium-mediated transformation, transfection, microinjection, biolistic bombardment, insertion using gene editing technology such as CRISPR systems (e.g. CRISPR/Cas, in particular CRISPR/Cas9 or CRISPR/Cpf1), CRISPR/CasX or CRISPR/CasY), TALEN, zinc finger nucleases or meganucleases, homologous recombination optionally through one of the above gene editing technologies, including, in a preferred embodiment of the present invention, a repair template , modification of an endogenous gene using random or targeted mutagenesis such as TILLING or the aforementioned gene editing technology and the like. The term introduction may or may not cover introgression using traditional selection.
Термин трансгенный или трансген означает, что соответствующий ген представляет собой экзогенный ген, который был введен в растение. Экзогенный ген может быть получен из вида, отличного от вида растения, в которое он введен. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, соответствующий ген может представлять собой ген, уже присутствующий в виде растения, в которое он введен, таким образом, в результате введения трансгена присутствует, по меньшей мере, одна дополнительная копия указанного гена. Термин трансгенное растение представляет собой растение, в геном которого был интегрирован, по меньшей мере, один полинуклеотид, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - гетерологичный полинуклеотид. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, полинуклеотид был интегрирован стабильным образом, а это означает, что интегрированный полинуклеотид стабильно поддерживается в растении, экспрессируется и также может стабильно передаваться по наследству потомству. Термин гетерологичный означает, что введенный полинуклеотид происходит, например, из одной клетки или организма, имеющего другой генетический фон одного и того же вида или другого вида, или он гомологичен прокариотической или эукариотической клетке-хозяину, но затем размещается в другой генетической среде и, таким образом, он отличается от любого возможного соответствующего полинуклеотида природного происхождения. Гетерологичный полинуклеотид может присутствовать в дополнение к соответствующему эндогенному гену.The term transgenic or transgene means that the corresponding gene is an exogenous gene that has been introduced into the plant. An exogenous gene may be obtained from a species different from the plant species into which it was introduced. In an alternative embodiment of the present invention, the corresponding gene may be a gene already present in the plant species into which it is introduced, such that at least one additional copy of the gene is present as a result of the introduction of the transgene. The term transgenic plant is a plant into which at least one polynucleotide has been integrated into its genome, in a preferred embodiment of the present invention a heterologous polynucleotide. In a preferred embodiment of the present invention, the polynucleotide has been integrated in a stable manner, which means that the integrated polynucleotide is stably maintained in the plant, expressed and can also be stably transmitted to progeny. The term heterologous means that the introduced polynucleotide originates, for example, from the same cell or organism having a different genetic background of the same species or a different species, or it is homologous to a prokaryotic or eukaryotic host cell, but is then placed in a different genetic environment and thus thus, it is different from any possible corresponding naturally occurring polynucleotide. A heterologous polynucleotide may be present in addition to the corresponding endogenous gene.
Органы растения - это листья, стебли растений, соплодия, корни, вегетативные почки, меристемы, зародыши, пыльники, оплодотворенные яйцеклетки или плоды. Термин части растения может означать слияние нескольких органов, например, цветка или семени, или часть органа, например, поперечный сегмент из стебля. Примерами тканей растений являются каллусная ткань, запасающая ткань, меристематическая ткань, эмбриогенная ткань, листовая ткань, ткань почки, ткань корня, опухолевая ткань растения или репродуктивная ткань. Под термином клетки растения понимают, например, выделенные растительные клетки, имеющие клеточную стенку, или их агрегаты, или протопласты.Plant organs are leaves, plant stems, infructescences, roots, vegetative buds, meristems, embryos, anthers, fertilized eggs or fruits. The term plant part can mean a fusion of several organs, such as a flower or a seed, or a part of an organ, such as a transverse segment from a stem. Examples of plant tissues are callus tissue, storage tissue, meristematic tissue, embryogenic tissue, leaf tissue, bud tissue, root tissue, plant tumor tissue or reproductive tissue. The term plant cells refers, for example, to isolated plant cells having a cell wall, or their aggregates, or protoplasts.
Термин генетически модифицированный означает, что эндогенный ген модифицирован, например, посредством случайного мутагенеза, TILLING или технологии редактирования генов. Например, согласно настоящему изобретению, эндогенный ген растения может быть модифицирован для придания устойчивости (или повышенной устойчивости) к заболеванию растений, вызываемому патогенным грибом. Генетическая модификация может быть достигнута, например, с использованием способов случайного или целенаправленного мутагенеза (такого как, редактирование генов) или гомологичной рекомбинации (необязательно, с использованием инструментов редактирования генов) или их комбинаций.The term genetically modified means that an endogenous gene has been modified, for example through random mutagenesis, TILLING or gene editing technology. For example, according to the present invention, an endogenous plant gene can be modified to confer resistance (or increased resistance) to a plant disease caused by a pathogenic fungus. Genetic modification can be achieved, for example, using methods of random or targeted mutagenesis (such as gene editing) or homologous recombination (optionally using gene editing tools) or combinations thereof.
Используемый в настоящем документе термин модификация означает, что генетическая последовательность изменилась на, по меньшей мере, один нуклеотид. Это может происходить путем замены по меньшей мере одного нуклеотида и/или делеции по меньшей мере одного нуклеотида, и/или вставки по меньшей мере одного нуклеотида до тех пор, пока не будет достигнуто полное изменение по меньшей мере одного нуклеотида, по сравнению с нуклеотидной последовательностью до модификации, что позволяет идентифицировать модификацию, например, с помощью таких методов, как секвенирование или PCR-анализ и тому подобных, о которых специалист в данной области техники хорошо осведомлен.As used herein, the term modification means that the genetic sequence has changed by at least one nucleotide. This may occur by substitution of at least one nucleotide and/or deletion of at least one nucleotide, and/or insertion of at least one nucleotide until a complete change of at least one nucleotide is achieved from the nucleotide sequence before modification, which allows the modification to be identified, for example, using methods such as sequencing or PCR analysis and the like, of which one skilled in the art is well aware.
Термин аллель относится к одной или, по меньшей мере, двум последовательностям нуклеотидов в определенном локусе в геноме. Первый аллель находится на одной хромосоме, второй аллель - на сестринской хромосоме в том же самом положении. Если эти два аллеля различны, то они - гетерозиготны, а если они одинаковы, то они - гомозиготны. Различные аллели гена (генные аллели) отличаются, по меньшей мере, одним SNP. Различные аллели гена устойчивости могут либо придавать растению устойчивость, возможно, устойчивость разного уровня, к патогенному грибу, то есть, вызывать различные ти- 22 047146 пы фенотипов растения в ответ на инфицирование патогенным грибом, либо конструировать вариант гена, который не способен придавать устойчивость, то есть, полученный фенотип растения чувствителен к патогенному грибу.The term allele refers to one or at least two nucleotide sequences at a specific locus in the genome. The first allele is on one chromosome, the second allele is on the sister chromosome in the same position. If these two alleles are different, then they are heterozygous, and if they are the same, then they are homozygous. Different alleles of a gene (gene alleles) differ in at least one SNP. Different alleles of a resistance gene can either confer resistance, perhaps varying levels of resistance, to a pathogenic fungus, that is, cause different types of plant phenotypes in response to infection by a pathogenic fungus, or construct a variant of the gene that is not capable of conferring resistance. that is, the resulting plant phenotype is sensitive to the pathogenic fungus.
Согласно настоящему изобретению, термин регуляторная последовательность означает нуклеотидную последовательность, которая влияет на специфичность и/или уровень экспрессии, например, в той мере, в какой регуляторная последовательность придает определенную тканеспецифичность. Регуляторная последовательность этого типа может размещаться выше точки инициации транскрипции минимального промотора, но также и ниже нее, например, в транскрибируемой, но нетранслируемой лидерной последовательности или в интроне.According to the present invention, the term regulatory sequence means a nucleotide sequence that affects the specificity and/or level of expression, for example, to the extent that the regulatory sequence confers a certain tissue specificity. A regulatory sequence of this type may be located upstream of the transcription initiation point of a minimal promoter, but also downstream of it, for example, in a transcribed but untranslated leader sequence or in an intron.
Молекулярный маркер или маркер - это нуклеотидная последовательность, которая используется в качестве исходной или ориентирующей точки. Маркер для распознавания события рекомбинации должен подходить для мониторинга различий или полиморфизмов у популяции растений. Для маркеров, эти различия существуют на уровне ДНК, и они представляют собой, например, различия в полинуклеотидных последовательностях, таких как, например, SSR (простые повторяющиеся последовательности), RFLP (полиморфизмы длин рестрикционных фрагментов), FLP (полиморфизмы длин фрагментов) или SNP (однонуклеотидные полиморфизмы). Маркеры могут быть получены из геномных или экспрессируемых нуклеиновых кислот, таких как, сплайсированные РНК, сДНК или EST, и они могут быть основаны на нуклеиновых кислотах, которые используются в качестве зондов или пар праймеров и, как таковые, подходят для амплификации фрагмента последовательности с использованием способов на основе PCR. Маркеры, которые относятся к генетическим полиморфизмам между частями популяции, могут быть определены с использованием известных способов из известного уровня техники (Введение в генетический анализ. 7-е издание, Гриффите, Миллер, Сузуки и др., 2000). К ним относятся, например: Секвенирование ДНК, сиквенс-специфичная амплификация на основе PCR, количественный анализ RFLP, количественный анализ KASP, количественный анализ полинуклеотидных полиморфизмов с использованием аллель-специфической гибридизации (ASH), определение SSR, SNP или AFLP. Известны также способы определения EST (маркеры экспрессируемой последовательности) и RAPD (случайно амплифицированная полиморфная ДНК). В зависимости от контекста, термин маркер в описании настоящего изобретения может также означать специфичное положение хромосомы в геноме того вида, у которого может быть выявлен специфичный маркер (например, SNP).A molecular marker or marker is a nucleotide sequence that is used as a starting or targeting point. A marker to recognize a recombination event must be suitable for monitoring differences or polymorphisms in a plant population. For markers, these differences exist at the DNA level, and they are, for example, differences in polynucleotide sequences, such as, for example, SSRs (simple sequence repeats), RFLPs (restriction fragment length polymorphisms), FLPs (fragment length polymorphisms) or SNPs (single nucleotide polymorphisms). Markers can be derived from genomic or expressed nucleic acids, such as spliced RNA, cDNA or EST, and they can be based on nucleic acids that are used as probes or primer pairs and, as such, are suitable for amplifying a sequence fragment using PCR based methods. Markers that relate to genetic polymorphisms between parts of a population can be determined using known methods from the prior art (Introduction to Genetic Analysis. 7th edition, Griffith, Miller, Suzuki et al., 2000). These include, for example: DNA sequencing, PCR-based sequence-specific amplification, quantitative RFLP analysis, quantitative KASP analysis, quantitative analysis of polynucleotide polymorphisms using allele-specific hybridization (ASH), determination of SSRs, SNPs or AFLPs. Methods for detecting EST (expressed sequence tags) and RAPD (random amplified polymorphic DNA) are also known. Depending on the context, the term marker as used herein may also refer to a specific chromosomal position in the genome of a species in which a specific marker (eg, SNP) may be identified.
Термины дистальный и проксимальный описывают положение хромосомного интервала или генетического сегмента относительно конкретной исходной точки (например, конкретного полинуклеотида, другого хромосомного интервала или гена) на всей хромосоме; дистальный означает, что интервал или сегмент расположен на стороне исходной точки, удаленной от центромеры хромосомы, а проксимальный означает, что интервал или сегмент расположен на стороне исходной точки, близкой к центромере хромосомы.The terms distal and proximal describe the position of a chromosomal interval or genetic segment relative to a specific starting point (eg, a particular polynucleotide, another chromosomal interval, or gene) on the entire chromosome; distal means that the interval or segment is located on the side of the origin far from the centromere of the chromosome, and proximal means that the interval or segment is located on the side of the origin close to the centromere of the chromosome.
Термин тесно сцепленный означает два локуса, два интервала, два генетических сегмента (например, ген устойчивости и фланкирующие области) или два маркера (маркерные локусы), которые находятся на расстоянии менее 15 см, менее 12 см, менее 10 см, менее 8 см, менее 7 см, менее 6 см, менее 5 см, менее 4 см, менее 3 см, менее 2 см, менее 1 см, менее 0,5 см, менее 0,2 см, менее 0,1 см друг от друга, установленные с использованием генетической карты IBM2 ближайшие соседи 4, которая находится в открытом доступе на веб-сайте Maize GDB, или которые находятся друг от друга на расстоянии, составляющем менее 50 мега пар оснований, менее 40 мега пар оснований, менее 30 мега пар оснований, менее 25 мега пар оснований, менее 20 мега пар оснований, менее 15 мега пар оснований или менее 10 мега пар оснований.The term closely linked means two loci, two intervals, two genetic segments (for example, a resistance gene and flanking regions) or two markers (marker loci) that are less than 15 cm, less than 12 cm, less than 10 cm, less than 8 cm apart. less than 7 cm, less than 6 cm, less than 5 cm, less than 4 cm, less than 3 cm, less than 2 cm, less than 1 cm, less than 0.5 cm, less than 0.2 cm, less than 0.1 cm apart, installed using the IBM2 nearest neighbors genetic map 4, which is publicly available on the Maize GDB website, or that are less than 50 megabp apart, less than 40 megabp, less than 30 megabp, less 25 mega base pairs, less than 20 mega base pairs, less than 15 mega base pairs, or less than 10 mega base pairs.
Термин интервал или хромосомный интервал означает непрерывный линейный сегмент на геномной ДНК, который присутствует в отдельной хромосоме у растения или на фрагменте хромосомы, и который обычно определяется посредством двух маркеров, которые представляют собой конечные точки интервала на дистальной и проксимальной стороне. В этом отношении, маркеры, определяющие концы интервала, сами также могут быть частью интервала. Кроме того, два разных интервала могут перекрываться. В настоящем описании, интервал характеризуется выражением между маркером А и маркером В. Конечный маркер интервала также может быть расположен в определенной маркерной области с одной стороны интервала. Маркерную область затем определяют путем предоставления двух фланкирующих маркеров, и она представляет собой хромосомный сегмент, на котором может быть расположено больше маркеров, в дополнение к фланкирующим маркерам. Фланкирующие маркеры определяют конечные точки маркерной области и сами по-прежнему являются частью области маркера. Если оба конечных маркера интервала представляют собой маркеры, находящиеся в различных маркерных областях по обе стороны интервала, то в настоящем описании интервал характеризуется выражением между маркером в маркерной области X, которая фланкирована маркерами С и D, и маркером в маркерной области Y, которая фланкирована маркерами Е и F. Маркерная область может охватывать до 500000 пар оснований, и, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, ее размер может составлять от 100000 до 400000 пар оснований, или, в особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, она может составлять от 140000 до 315000 пар оснований.The term interval or chromosomal interval means a continuous linear segment on genomic DNA that is present on a single chromosome in a plant or on a fragment of a chromosome, and which is usually defined by two markers that represent the endpoints of the interval on the distal and proximal sides. In this regard, markers defining the ends of an interval may themselves also be part of the interval. In addition, two different intervals may overlap. As used herein, an interval is characterized by the expression between marker A and marker B. The end marker of the interval may also be located in a specific marker region on one side of the interval. The marker region is then defined by providing two flanking markers and is a chromosomal segment on which more markers can be located in addition to the flanking markers. Flanking markers define the endpoints of the marker area and are themselves still part of the marker area. If both end markers of an interval are markers located in different marker regions on either side of the interval, then, as used herein, the interval is characterized by the expression between a marker in marker region X, which is flanked by markers C and D, and a marker in marker region Y, which is flanked by markers E and F. The marker region may span up to 500,000 base pairs and, in a preferred embodiment of the present invention, its size may be from 100,000 to 400,000 base pairs, or, in a particularly preferred embodiment of the present invention, it may be from 140,000 to 315,000 base pairs.
- 23 047146- 23 047146
Термин интрогрессия, используемый в связи с настоящим изобретением, означает перенос по меньшей мере одного желаемого генного аллеля в генетическом локусе генетического фона в другой. Например, интрогрессия желаемого генного аллеля в определенном локусе может быть перенесена потомку путем полового скрещивания между двумя родителями одного и того же вида. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, например, перенос генного аллеля может также происходить путем рекомбинации между двумя донорскими геномами в слитом протопласте, при этом, по меньшей мере, один донорский протопласт несет в своем геноме желаемую генную аллель. В каждом случае, потомки, которые затем содержат желаемую генную аллель, могут быть снова возвратно скрещены с линией, которая содержит предпочтительный генетический фон и могут быть выбраны для желаемого генного аллеля. Результатом является фиксация желаемого генного аллеля в выбранном генетическом фоне.The term introgression, as used in connection with the present invention, means the transfer of at least one desired gene allele at a genetic locus of a genetic background to another. For example, introgression of a desired gene allele at a particular locus can be transferred to an offspring by a sexual cross between two parents of the same species. In an alternative embodiment of the present invention, for example, transfer of a gene allele may also occur by recombination between two donor genomes in a fused protoplast, wherein at least one donor protoplast carries the desired gene allele in its genome. In each case, offspring that then contain the desired gene allele can be backcrossed back to the line that contains the preferred genetic background and can be selected for the desired gene allele. The result is the fixation of the desired gene allele in the selected genetic background.
Термин локус означает положение на хромосоме, где выявлен, по меньшей мере, один ген, который вызывает агрономический признак или влияет на него. В частности, термин локус, используемый в настоящем документе, означает локус устойчивости НТ2, который придает устойчивость к патогену Helminthosporium turcicum или, по меньшей мере, к расе Helminthosporium turcicum.The term locus means the position on the chromosome where at least one gene is identified that causes or influences an agronomic trait. In particular, the term locus as used herein means the HT2 resistance locus, which confers resistance to the pathogen Helminthosporium turcicum or at least the Helminthosporium turcicum race.
Термин аллель относится к одной или к, по меньшей мере, двум последовательностям нуклеотидов в определенном локусе в геноме. Первый аллель находится на одной хромосоме, второй аллель - на второй хромосоме в том же самом положении. Если эти два аллеля различны, то они - гетерозиготны, а если они одинаковы, то они - гомозиготны. Различные аллели гена (генные аллели) отличаются, по меньшей мере, одним SNP. В зависимости от контекста настоящего описания, аллель также означает один SNP, который, например, позволяет провести различие между донором устойчивости и рекуррентным родителем.The term allele refers to one or at least two nucleotide sequences at a specific locus in the genome. The first allele is on one chromosome, the second allele is on the second chromosome in the same position. If these two alleles are different, then they are heterozygous, and if they are the same, then they are homozygous. Different alleles of a gene (gene alleles) differ in at least one SNP. Depending on the context of the present description, an allele also means a single SNP that, for example, allows a distinction between a resistance donor and a recurrent parent.
ПримерыExamples
Приведенные ниже примеры, включая проведенные эксперименты и достигнутые результаты; они приведены только в иллюстративных целях и не рассматриваются как ограничивающие настоящее изобретение.The examples below, including experiments performed and results achieved; they are for illustrative purposes only and are not intended to limit the present invention.
1. Клонирование и функциональная валидация генов устойчивости НТ2 и НТ3.1. Cloning and functional validation of the HT2 and HT3 resistance genes.
a) Картирование QTL (локус количественного признака) и разработка рекомбинантов.a) QTL (quantitative trait locus) mapping and development of recombinants.
Донорскую линию А619НТ2 скрестили и обратно скрестили с линией RP1, чтобы создать почти изогенную линию (NIL, RP1HT2A) с основным фрагментом исходного донора А619НТ2 на хромосоме 8 и очень небольшим количеством других малых донорских областей. Эту линию NIL RP1HT2A скрестили с ее рекуррентным родителем RP1 для создания популяции F2. То же самое было сделано в отношении RP2 х RP2HT3A (исходным донором в данном случае был А619НТ3). Рекуррентные родители RP1 и RP2 были чувствительны к NCLB (баллы 7-9; см. табл. 4), в то время как линии доноров А619НТ2 и А619НТ3 являются устойчивыми (баллы 1-3). Баллы линий NIL RP1HT2A и RP2HT3A составляют 2-3 и 1-2 соответственно.The A619HT2 donor line was crossed and backcrossed to the RP1 line to create a nearly isogenic line (NIL, RP1HT2A) with a major fragment of the original donor A619HT2 on chromosome 8 and very few other small donor regions. This NIL line RP1HT2A was crossed with its recurrent parent RP1 to create the F2 population. The same was done for RP2 x RP2HT3A (the original donor in this case was A619HT3). Recurrent parents RP1 and RP2 were sensitive to NCLB (scores 7-9; see Table 4), while donor lines A619HT2 and A619HT3 are resistant (scores 1-3). The NIL lines RP1HT2A and RP2HT3A have scores of 2-3 and 1-2 respectively.
Популяции F2 были высажены в поле в виде 720 индивидуумов в месте, расположенном в Поккинге, Германия. Картирование QTL привело к пику (значение LOD для популяции с RP2HT3A = 168,77; значение LOD для популяции с RP1HT2A = 44,02) в обеих популяциях на хромосоме 8 (рамка размером 1,1 см из 3,5 мега пар оснований). Других значимых пиков определено не было. Рекомбинантные растения (всего ~ 2000) были разработаны в нескольких поколениях до статуса F11. Картирование QTL в F2 и дальнейшее точное картирование с рекомбинантами сузили хромосомную область до физического интервала из 490 тысяч пар оснований (генетический интервал = 0,2 см). Этот интервал включает ген RLK1.F2 populations were planted in the field as 720 individuals at a site located in Pocking, Germany. QTL mapping resulted in a peak (LOD value for population with RP2HT3A = 168.77; LOD value for population with RP1HT2A = 44.02) in both populations on chromosome 8 (1.1 cm frame of 3.5 megabp). No other significant peaks were identified. Recombinant plants (~2000 in total) were developed over several generations to F11 status. QTL mapping in F2 and further fine mapping with recombinants narrowed the chromosomal region to a physical interval of 490 kb (genetic interval = 0.2 cm). This interval includes the RLK1 gene.
b) Молекулярный анализ области-мишени.b) Molecular analysis of the target region.
Из линий RP1HT2A и RP2HT3A были разработаны неразграфленные библиотеки ВАС (искусственных бактериальных хромосом), которые были подвергнуты скринингу посредством 7 зондов из локусамишени. Для области гена-кандидата RLK1 можно было бы разработать непрерывный контиг ВАС для обеих линий доноров. Анализ последовательности показал, что линии доноров А619НТ2 и А619НТ3 идентичны для области-мишени (из 1 мега пар оснований).From the RP1HT2A and RP2HT3A lines, blank BAC (bacterial artificial chromosome) libraries were developed and screened with 7 target locus probes. For the RLK1 candidate gene region, a contiguous BAC contig could be developed for both donor lines. Sequence analysis showed that the donor lines A619HT2 and A619HT3 are identical for the target region (of 1 megabase pairs).
Последовательность сДНК гена-кандидата PLK1 показывает 97 полиморфизмов (на уровне ДНК; включает SNP и Вставки/Делеции) и 61 изменений аминокислот (на уровне белка) между линиями, содержащими НТМ1 из документа WO 2015/032494 А2, и аллель НТ2. Из 97 полиморфизмов, только 14 однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) приводят к молчащим аминокислотным обменам, которые, вероятно, не влияют на активность гена резистентности. Все другие полиморфизмы существенно изменяют структуру белка путем замещения, добавления или делеции. В табл. 3 показаны 15 аминокислотных обменов, в отношении которых прогнозируется сильное воздействие на структуру белка. Среди них были идентифицированы множественные, специфичные для генотипа, дополнительные аминокислоты. В сравнении с последовательностями сДНК гена RLK1, указанными в SEQ ID NO: 11 и 13 из линии доноров, раскрытой в документе WO 2011/163590 А1, линии доноров А619НТ2 и А619НТ3 отличаются 31 нуклеотидами и 12 аминокислотами.The cDNA sequence of the PLK1 candidate gene shows 97 polymorphisms (at the DNA level; includes SNPs and Insertion/Deletions) and 61 amino acid changes (at the protein level) between lines containing HTM1 from WO 2015/032494 A2 and the HT2 allele. Of the 97 polymorphisms, only 14 single nucleotide polymorphisms (SNPs) result in silent amino acid exchanges that likely do not affect resistance gene activity. All other polymorphisms significantly change the protein structure through substitution, addition, or deletion. In table Figure 3 shows 15 amino acid exchanges that are predicted to have major effects on protein structure. Among these, multiple genotype-specific additional amino acids have been identified. In comparison with the cDNA sequences of the RLK1 gene indicated in SEQ ID NO: 11 and 13 from the donor line disclosed in WO 2011/163590 A1, the donor lines A619HT2 and A619HT3 differ by 31 nucleotides and 12 amino acids.
с) Функциональная валидация аллеля НТ2 гена RLK 1.c) Functional validation of the HT2 allele of the RLK 1 gene.
(i) Функциональная валидация с использованием EMS-мутагенеза.(i) Functional validation using EMS mutagenesis.
- 24 047146- 24 047146
Была разработана популяция, подвергнутая EMS-мутагенезу, из RP2HT3A. экзонные области 1 и 3 из RLK1 подвергли скринингу и выявили 3 положительных мутанта, несущих изменение аминокислоты (SEQ ID NO: 16, 18, 20, 46, 48, 50, 52, 54, 56 и 58). В сДНК гена RLK Мутанта WVE16-92125-001 G в положении 1625 произведена заменена на А (см. также SEQ ID NO: 15), ведущая к аминокислотному обмену с Глицина на Аспарагиновую кислоту в положении 542 (см. также SEQ ID NO: 16); в сДНК гена RLK Мутанта WVE16-92149-012 С в положении 95 произведена заменена на Т (см. также SEQ ID NO: 17), ведущая к аминокислотному обмену с Пролина на Лейцин в положении 32 (см. также SEQ ID NO: 18); в сДНК гена RLK Мутанта WVE16-92168-005 G в положении 115 произведена заменена на А (см. также SEQ ID NO: 19), ведущая к аминокислотному обмену с Аланина на Треонин в положении 39 (см. также SEQ ID NO: 20); в сДНК гена RLK Мутанта WVE16-92168-024_WVE17-68687-013 G в положении 73 произведена заменена на А (см. также SEQ ID NO: 45), ведущая к аминокислотному обмену с Аланина на Треонин в положении 25 (см. также SEQ ID NO: 46); в сДНК гена RLK Мутанта WVE17-68655-008 С в положении 301 произведена заменена на Т (см. также SEQ ID NO: 47), ведущая к аминокислотному обмену с Пролина на Серин в положении 101 (см. также SEQ ID NO: 48); в сДНК гена RLK Мутанта WVE17-68625-014 G в положении 715 произведена заменена на А (см. также SEQ ID NO: 49), ведущая к аминокислотному обмену с Валина на Изолейцин в положении 239 (см. также SEQ ID NO: 50); в сДНК гена RLK Мутанта WVE17-68611-006 Т в положении 862 произведена заменена на А (см. также SEQ ID NO: 51), ведущая к аминокислотному обмену с Фенилаланина на Изолейцин в положении 288 (см. также SEQ ID NO: 52); в сДНК гена RLK Мутанта WVE17-68696-002 А в положении 929 произведена заменена на G (см. также SEQ ID NO: 53), ведущая к аминокислотному обмену с Лизина на Аргинин в положении 310 (см. также SEQ ID NO: 54); в сДНК гена RLK Мутанта WVE17-68656-011 С в положении 1289 произведена заменена на Т (см. также SEQ ID NO: 55), ведущая к аминокислотному обмену с Треонина на Изолейцин в положении 430 (см. также SEQ ID NO: 56); в сДНК гена RLK Мутанта WVE17-68630-001 G в положении 1826 произведена заменена на А (см. также SEQ ID NO: 57), ведущая к аминокислотному обмену с Цистеина на Тирозин в положении 609 (см. также SEQ ID NO: 58). После самоопыления этих мутантов, их оценивали в поле и теплице.An EMS mutagenesis population from RP2HT3A was developed. exon regions 1 and 3 of RLK1 were screened and 3 positive mutants carrying an amino acid change were identified (SEQ ID NOs: 16, 18, 20, 46, 48, 50, 52, 54, 56 and 58). In the cDNA of the RLK gene Mutant WVE16-92125-001, G at position 1625 is replaced by A (see also SEQ ID NO: 15), leading to an amino acid exchange from Glycine to Aspartic acid at position 542 (see also SEQ ID NO: 16 ); in the cDNA of the RLK gene Mutant WVE16-92149-012, C at position 95 is replaced by T (see also SEQ ID NO: 17), leading to an amino acid exchange from Proline to Leucine at position 32 (see also SEQ ID NO: 18) ; in the cDNA of the RLK gene Mutant WVE16-92168-005 G at position 115 is replaced by A (see also SEQ ID NO: 19), leading to an amino acid exchange from Alanine to Threonine at position 39 (see also SEQ ID NO: 20) ; in the cDNA of the RLK gene Mutant WVE16-92168-024_WVE17-68687-013 G at position 73 is replaced by A (see also SEQ ID NO: 45), leading to an amino acid exchange from Alanine to Threonine at position 25 (see also SEQ ID NO: 46); in the cDNA of the RLK gene Mutant WVE17-68655-008, C at position 301 is replaced by T (see also SEQ ID NO: 47), leading to an amino acid exchange from Proline to Serine at position 101 (see also SEQ ID NO: 48) ; in the cDNA of the RLK gene Mutant WVE17-68625-014 G at position 715 is replaced by A (see also SEQ ID NO: 49), leading to an amino acid exchange from Valine to Isoleucine at position 239 (see also SEQ ID NO: 50) ; in the cDNA of the RLK gene Mutant WVE17-68611-006, T at position 862 is replaced by A (see also SEQ ID NO: 51), leading to an amino acid exchange from Phenylalanine to Isoleucine at position 288 (see also SEQ ID NO: 52) ; in the cDNA of the RLK gene Mutant WVE17-68696-002 A at position 929 is replaced by G (see also SEQ ID NO: 53), leading to an amino acid exchange from Lysine to Arginine at position 310 (see also SEQ ID NO: 54) ; in the cDNA of the RLK gene Mutant WVE17-68656-011, C at position 1289 is replaced by T (see also SEQ ID NO: 55), leading to an amino acid exchange from Threonine to Isoleucine at position 430 (see also SEQ ID NO: 56) ; in the cDNA of the RLK gene Mutant WVE17-68630-001 G at position 1826 is replaced by A (see also SEQ ID NO: 57), leading to an amino acid exchange from Cysteine to Tyrosine at position 609 (see also SEQ ID NO: 58) . After these mutants selfed, they were evaluated in the field and greenhouse.
d) Анализ экспрессии гена.d) Gene expression analysis.
Анализ экспрессии гена PLK1 в RP1, RP1HT2A, RP2 и RP2HT3A в неинфицированном и инфицированном листовом материале показал аналогичную экспрессию гена в линиях NIL RP1HT2A и RP2HT3A. Экспрессия гена подавляется в инфицированном листовом материале. Этот ответ на инфекцию также мог бы быть показан и для аллеля HTN1 гена RLK 1.Analysis of PLK1 gene expression in RP1, RP1HT2A, RP2 and RP2HT3A in uninfected and infected leaf material showed similar gene expression in NIL lines RP1HT2A and RP2HT3A. Gene expression is suppressed in infected leaf material. This response to infection could also be shown for the HTN1 allele of the RLK 1 gene.
2. Аллельная последовательность гена RLK 1 и идентификация релевантной области для реакции устойчивости.2. Allelic sequence of the RLK 1 gene and identification of the relevant region for the resistance response.
С целью выявления релевантной области для реакции устойчивости к патогену Helminthosporium turcicum, проводят следующий анализ: Биоинформационный анализ ресеквенирования гена RLK1 в различных линиях доноров и рекуррентных родителях выявляет аминокислотную область, релевантную для реакции устойчивости. Таким образом, были разработаны пары праймеров геномной последовательности для гена RLK1 с тем, чтобы охватить экзонные области. экзон 1 мог быть охвачен только частично, а экзон 2 и 3 -полностью. Разработанные ампликоны были амплифицированы и секвенированы в 96 генотипах с помощью метода PACBio-секвенирования. Последовательности были собраны в консенсусные последовательности для каждого генотипа. Для некоторых генотипов были получены множественные консенсусные последовательности. Для сборки всех 96 генотипов была выбрана консенсусная последовательность с наибольшим количеством прочтений секвенирования. Г аплотипы определяли в соответствии с экзонной областью/частями. Для экзона 1 были определены 12 различных гаплотипов, для экзона 2-7 различных гаплотипов, а для экзона 3-9 различных гаплотипов. Генетическое расстояние рассчитывали с помощью программного обеспечения Lasergene MegAlign (DNASTAR, Inc.). Различные гаплотипы собирали на уровне последовательности ДНК и Белка (см. табл. 5). В результате, области экзона 1 и 2 являются, по-видимому, высоковариабельными для гена и содержат WAK-ассоциированные домены. Эта часть белка расположена в межклеточном пространстве и могла бы взаимодействовать с белками гриба. Вариансы в этих двух экзонах представляют собой интересующие пары оснований-кандидатов для этого взаимодействия. На основании этого, возможно идентифицировать гаплотипы экзона 1 и 2 в новых аллелях гена RLK1, которые способны придавать или повышать устойчивость к, по меньшей мере, патогену Helminthosporium turcicum.In order to identify the relevant region for the resistance response to the pathogen Helminthosporium turcicum, the following analysis is carried out: Bioinformatic analysis of resequencing of the RLK1 gene in various donor lines and recurrent parents identifies the amino acid region relevant for the resistance response. Therefore, genomic sequence primer pairs for the RLK1 gene were designed to span the exonic regions. exon 1 could be covered only partially, and exons 2 and 3 completely. The developed amplicons were amplified and sequenced in 96 genotypes using the PACBio sequencing method. Sequences were assembled into consensus sequences for each genotype. Multiple consensus sequences were obtained for some genotypes. The consensus sequence with the highest number of sequencing reads was selected to assemble all 96 genotypes. G aplotypes were determined according to the exonic region/parts. For exon 1, 12 different haplotypes were identified, for exon 2-7 different haplotypes, and for exon 3-9 different haplotypes. Genetic distance was calculated using Lasergene MegAlign software (DNASTAR, Inc.). The different haplotypes were collected at the DNA and Protein sequence level (see Table 5). As a result, exon 1 and 2 regions appear to be highly variable within the gene and contain WAK-associated domains. This part of the protein is located in the intercellular space and could interact with fungal proteins. Variations in these two exons represent candidate base pairs of interest for this interaction. Based on this, it is possible to identify exon 1 and 2 haplotypes in new alleles of the RLK1 gene that are capable of conferring or increasing resistance to at least the pathogen Helminthosporium turcicum.
Кроме того, проводят фенотипирование различных линий доноров, почти изогенных линий и рекуррентных родителей и анализ гаплотипа локуса гена RLK1, а также анализ экспрессии гена RLK1 в различных линиях доноров, почти изогенных линиях и рекуррентных родителях в сочетании с фенотипическим анализом для идентификации релевантной области для реакции устойчивости и, наконец, для идентификации новых аллельных вариантов гена устойчивости. Оценка всех описанных наборов данных должна сузить релевантную область для реакции устойчивости.In addition, phenotyping of various donor lines, near-isogenic lines and recurrent parents and haplotype analysis of the RLK1 gene locus are carried out, as well as analysis of RLK1 gene expression in various donor lines, near-isogenic lines and recurrent parents in combination with phenotypic analysis to identify the relevant region for the reaction resistance and, finally, to identify new allelic variants of the resistance gene. Evaluating all of the data sets described should narrow down the relevant area for the resistance response.
--
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17187309.4 | 2017-08-22 | ||
EP17206305.9 | 2017-12-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA047146B1 true EA047146B1 (en) | 2024-06-07 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210071194A1 (en) | Gene conferring resistance to fungal pathogen | |
US20210137040A1 (en) | Plant resistant to helminthosporium turcicum | |
US20230054527A1 (en) | Enhanced disease resistance of maize to northern corn leaf blight by a qtl on chromosome 4 | |
US20180208939A1 (en) | Modified plants | |
CA2996806A1 (en) | Diplospory gene | |
US20230255156A1 (en) | Methods for identifying and selecting maize plants with resistance to northern corn leaf blight | |
US20220251592A1 (en) | Cold-tolerant plant | |
CN115216554A (en) | Plant pathogen effector and disease resistance gene identification, compositions, and methods of use | |
EA047146B1 (en) | GENE CONFERING RESISTANCE TO PATHOGENIC FUNGUS | |
EP4108076A1 (en) | Enhanced disease resistance of maize to northern corn leaf blight by a qtl on chromosome 4 | |
CN110959043A (en) | Method for improving agronomic traits of plants by using BCS1L gene and guide RNA/CAS endonuclease system | |
US11155825B2 (en) | Methods and compositions for generating doubled haploid plants and use of same in breeding | |
CA3132694A1 (en) | Overcoming self-incompatibility in diploid plants for breeding and production of hybrids through modulation of ht | |
Hidalgo | Fine-Mapping and Agronomic Evaluation of a Quantitative Trait Locus Conferring Resistance to Southern Corn Leaf Blight Caused by Cochliobolus heterostrophus | |
Santa Cruz Hidalgo | Fine-Mapping and Agronomic Evaluation of a Quantitative Trait Locus conferring Resistance to Southern Corn Leaf Blight caused by Cochliobolus heterostrophus. | |
EA045492B1 (en) | NUCLEAR-ENODED MALE STERILITY AS A RESULT OF CYTOCHR P450 OXIDASE MUTATION |